离子泵:EUV光刻光源的真空守护者

在极紫外(EUV)光刻技术中,离子泵作为关键的高真空获得设备,发挥着不可或缺的作用。EUV光刻机需要工作在13.5nm波长的极紫外光下,这种光线极易被空气吸收,因此必须在其光学路径和光源区域创造并维持极高的真空环境(通常要求达到10⁻⁸ mbar甚至更低),以消除微粒和气体分子的干扰,确保光刻过程的精确性。

在EUV光刻机的光学系统(包括照明系统和投影物镜)中,离子泵能够提供无振动、无油污染的洁净真空。其无运动部件的设计避免了微振动的产生,这对于保障光学元件的稳定性和光刻图形的精准转移至关重要。同时,离子泵的全干式无油设计彻底杜绝了碳氢化合物的污染,保护了昂贵的光学元件表面。

面对EUV光源系统(如激光等离子体光源)产生的工艺副产物,例如锡滴蒸发后可能产生的碎屑以及其他活性气体,耐腐蚀型离子泵显得尤为重要。这些泵采用特殊的涂层处理,能够有效抽除并耐受腐蚀性气体,延长设备的维护周期和使用寿命。

随着EUV光刻技术向更高功率光源发展,以及对未来可能采用的自由电子激光器(EUV-FEL)等新光源技术的探索,对真空环境的稳定性和洁净度提出了更极致的要求。离子泵技术也在持续演进。

总而言之,离子泵通过提供稳定、洁净的高真空环境,确保了EUV光的高效传输和光刻过程的精确性,是支撑先进半导体制造得以持续向前发展的幕后功臣。