课题基金 / 基金详情

EUV光刻机光源靶滴喷射精密控制的基础研究

批准号:
52075475
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
胡亮
依托单位:
学科分类:
传动与驱动
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
胡亮

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
极紫外(EUV)光刻是面向7nm以下线宽大规模集成电路制造的最新一代光刻技术,其光源采用激光等离子放电原理,以高能激光束轰击锡液靶滴使其等离子化释放极紫外光。目前,EUV光源仍面临能量转换效率低、输出功率受限、碎屑污染导致可靠性差等棘手问题,提升靶滴喷射性能与质量是解决上述问题的基础,其关键在于创新靶滴喷射控制方法,降低对喷射源与激振源稳定性的依赖。为此,本项目拟开展EUV光刻机光源靶滴喷射精密控制的基础研究,揭示靶滴行为规律以及引发尺寸、位置、形态等误差的流体力学机理,进而在射流瑞利失稳断裂成液滴的基础上进一步创新靶滴控制方法,实现靶滴生成质量的主动控制与位姿形态的外场控制,提升靶滴喷射性能与质量。通过上述研究为EUV光源及光刻机整机性能与可靠性的提升提供新思路,同时为下一阶段国产EUV光刻机的自主研制提供基础。
英文摘要
Extreme ultraviolet (EUV) lithography is a new technology used for manufacture of large-scale integrated circuit with line-width below 7nm. Its light source adopts laser-produced-plasma (LPP) method to produce EUV light for exposure process, i.e. vaporizing and heating the tin (Sn) droplets into plasma clouds by pulsed-laser ablation and during this process the EUV light will be emitted. By now, the EUV light source still can not fulfill the lithography requirement well, due to its limited low energy conversion efficiency and output power as well as its frequent maintenance requirement caused by Sn debris contamination. Improving the performance of Sn droplet generator is required to solve above problems, for which more effective flow control methods should be proposed to reduce the extremely high requirement of the stability of the liquid Sn jetting and the vibration exciting sources. This project will focus on the fundamental research about the precise control method of Sn droplets jet for EUV light source. The droplet behavior during whole process of generation and flying will be investigated firstly, based on which we hope to explain the reasons causing the size, position and morphology errors of the droplets well from the aspect of fluid mechanics. Then, new droplet control approaches will be proposed to improve the traditional droplets generation method which is based on jet breakup caused by Rayleigh instability. Active control method based on multiple excitement sources will be developed to improve the droplets generation quality. Additional physical field will be utilized to control the space pose and morphology of the droplets after jetted. We hope to provide support in theoretical basis and technical innovation for the improvement of EUV light sources and lithography machine performances, especially to provide base for the self-development of EUV lithography machine in China.
极紫外(EUV)光刻机是实现7nm以下制程集成电路制造的核心装备,其光源采用激光等离子放电原理,以高能激光束轰击锡液靶滴使其等离子化释放极紫外光。这一原理对靶滴喷射质量提出了极高要求,但现有利用瑞利失稳引发射流液柱断裂的靶滴生成方法,所生成靶滴的尺寸、位置与形态易受射流源压力与激振源幅频稳定性影响,且易引发卫星液滴,影响轰击效果,导致EUV光源存在能量转换效率提升困难且可靠性较差等问题。.为此,本项目开展EUV光刻机光源靶滴喷射精密控制的基础研究。首先,开展面板型微孔喷射特性及滴落-射流转变规律、射流瑞利失稳断裂机理与微米级液滴(含锡滴)生成规律的基础研究,探明了射流形成与液滴生成的基本规律及其流体力学机理。进而,开展激振源调控下的液滴抖动特征和卫星液滴多谐波消除方法、液滴空间位姿形态变化规律与液滴形态的电场控制方法研究,揭示了液滴喷射质量受射流源与激振源参数的影响规律,并形成了液滴形变与抖动抑制、卫星液滴消除、低波数液滴融合、液滴行为电场调控等相关的一系列液滴喷射精密控制方法。项目研究成果为EUV光源靶滴的高质量喷射与控制提供了基础理论与新技术、新方法支撑,并在晶圆表面污染物液滴喷射清洗、微球液滴喷射制造等领域得到了衍生应用。.基于上述研究工作,在项目执行期内发表期刊与会议论文16篇,其中在Physics of Fluids、Experimental Thermal and Fluid Science、Colloids and Surfaces A等流体力学与界面科学领域权威期刊发表SCI论文13篇,申请发明专利5项,做大会/分会场特邀报告4次,组织/承办各类学术会议4次,参加国内外学术会议16人次,组织学术专刊3次。在人才培养方面,项目负责人入选2023年度教育部“长江学者奖励计划”校企联聘学者(联聘企业为我国光刻机领域龙头企业),升任SCI期刊《Flow Measurement and Instrumentation》副主编,新任集成电路装备技术领域DLIS教育部工程研究中心主任,学术与行业影响力进一步提升。项目培养博士研究生3人(毕业1人、在读2人)、硕士毕业生4人,其中3位毕业生进入我国集成电路装备龙头企业从事研发工作,为行业输送了优秀人才。
面向10nm以下线宽集成电路制造的超高通量微液滴生成机制研究
  • 批准号:
    LY19E050015
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    胡亮
  • 依托单位:
浸没流场动态润湿行为与残留液渍控制的基础研究
  • 批准号:
    51575476
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    胡亮
  • 依托单位:
基于头外空间磁场重构的脑控信息反演
  • 批准号:
    51105329
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    胡亮
  • 依托单位:
国内基金
海外基金