Hur bildar väte blåsor i ruteniumspeglar för extrem UV (EUV) litografimaskiner? Ett M2i-forskningsprojekt av Chidozie Onwudinanti och kollegor på DIFFER, Eindhoven University of Technology och University of Twente förklarar blåsbildningsprocessen:ett lager av tennkontamination fungerar som en ventil som släpper in väte i det underliggande ruteniumet, men blockerar den från att lämna igen, skriver teamet i journalen Fysikalisk kemi Kemisk fysik .

Hur bildar väte blåsor i ruteniumspeglar för extrem UV (EUV) litografimaskiner? Ett M2i-forskningsprojekt av Chidozie Onwudinanti och kollegor på DIFFER, Eindhoven University of Technology och University of Twente förklarar blåsbildningsprocessen:ett lager av tennkontamination fungerar som en ventil som släpper in väte i det underliggande ruteniumet, men blockerar den från att lämna igen, skriver teamet i journalen Fysikalisk kemi Kemisk fysik .

Maskiner för extrem ultraviolett litografi (EUV) är ganska extraordinära delar av teknik, som ibland stöter på den sortens problem som uppstår när man tänjer på gränserna för vad som är fysiskt möjligt. Ett sådant problem är skadorna på speglarna i maskinerna. EUV-ljus absorberas av alla fasta material, och med flyg också, så ljuset i dessa maskiner fokuseras och riktas av speglar i nästan vakuum. Ljuset kommer från en tennplasma, speglarna toppade med rutenium riktar ljuset, och vätgas fungerar som buffert och rengöringsmedel för speglarna. Denna annars perfekta dans förstörs av bildandet av blåsor, högtrycksfickor av väte under ruteniumlocket, när plåtskräp landar på speglarna.

Ph.D. kandidat och huvudförfattare Chidozie Onwudinanti:"Vårt tidigare arbete hade fastställt att väte och tenn fastnar lätt på ruteniumytan, och att tennnärhet underlättar vätgaspenetration in i ruteniumet. Dock, vätelösligheten i rutenium är låg. Så vi stod inför frågan:hur kommer så många väteatomer in i, och genom ruteniumlagret för att bilda blåsor?"

Ventil för väte

Beräkningar av övergångstillstånd av vätediffusionsvägar från området nära ytan av rutenium avslöjade mekanismen:väte kan röra sig djupare in i metallen, men den kan inte lämna genom ytan eftersom ytan är mättad med väte och tenn. Onwudinanti:"Med andra ord, ha minskat barriären för vätgas inträde i underytan, tenn gör det svårare för vätet att lämna genom toppen av filmen. Vi fann att en liknande ytblockerande effekt hittades i ett antal olika experiment med vätepermeation genom metaller, även i ansökningar om kärnfusion."

"Vad vi har visat är hur tenn fungerar som en slags ventil, låter vätet passera genom ytan, men mest åt ett håll. I sanning, vätet lämnar ruteniumet; den lämnar helt enkelt på fel sida av filmen. I framtida arbete avser vi att titta närmare på processen för tennavsättning på ruteniumytan, och hur väte spelar in i det, och vi kommer att tillämpa andra beräkningstekniker på problemet. Vi strävar efter att bygga upp en mer komplett bild av nyckelfaktorerna och deras effekter på frekvensen av blåsor."