Improving of interfacial quality of extreme ultraviolet multilayer reflective film based on process optimization of dual ion beam sputtering deposition

CHEN Yiqin; JI Ming; SHAO Qiu; LIU Weiji; LI Yizhou; DUAN Huigao

doi:10.37188/OPE.20263407.1087

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Improving of interfacial quality of extreme ultraviolet multilayer reflective film based on process optimization of dual ion beam sputtering deposition

Modern Applied Optics | 更新时间：2026-04-10

- Improving of interfacial quality of extreme ultraviolet multilayer reflective film based on process optimization of dual ion beam sputtering deposition
- Optics and Precision Engineering Vol. 34, Issue 7, Pages: 1087-1096(2026)
- 作者机构：
  
  1.湖南大学机械与运载工程学院国家高效磨削工程技术研究中心，湖南长沙 410082
  2.佛山市博顿光电科技有限公司，广东佛山 528200
  3.长沙韶光芯材科技有限公司，湖南长沙 410119
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.37188/OPE.20263407.1087
  CLC： O434.2;O484
- CSTR：32169.14.OPE.20263407.1087
- Received：20 January 2026，
  
  Revised：2026-03-03，
  
  Published：10 April 2026
- 稿件说明：
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陈艺勤,冀鸣,邵秋等.基于双离子束溅射沉积工艺优化的极紫外多层反射薄膜界面质量提升[J].光学精密工程,2026,34(07):1087-1096.

CHEN Yiqin,JI Ming,SHAO Qiu,et al.Improving of interfacial quality of extreme ultraviolet multilayer reflective film based on process optimization of dual ion beam sputtering deposition[J].Optics and Precision Engineering,2026,34(07):1087-1096.
陈艺勤,冀鸣,邵秋等.基于双离子束溅射沉积工艺优化的极紫外多层反射薄膜界面质量提升[J].光学精密工程,2026,34(07):1087-1096. DOI： 10.37188/OPE.20263407.1087. CSTR： 32169.14.OPE.20263407.1087.

CHEN Yiqin,JI Ming,SHAO Qiu,et al.Improving of interfacial quality of extreme ultraviolet multilayer reflective film based on process optimization of dual ion beam sputtering deposition[J].Optics and Precision Engineering,2026,34(07):1087-1096. DOI： 10.37188/OPE.20263407.1087. CSTR： 32169.14.OPE.20263407.1087.

摘要

在Mo-Si多层膜沉积过程中，Mo与Si原子间的自发热力学混合极易生成硅化物过渡层。与此同时，微观起伏也会在多周期生长的累积效应中不断放大。这种层间相互扩散与界面粗糙度会急剧削弱光学界面的折射率对比度，从而显著降低多层膜的整体反射性能与光刻效率。针对这一问题，深入剖析了界面扩散与薄膜生长的微观物理机制，提出一种斜角沉积与掠角刻蚀相结合的复合优化工艺方法。通过对传统双离子束溅射系统进行深度的定向硬件改造，实现了对溅射粒子能量与入射轨迹的精准调控。实验结果表明，在无需引入额外界面扩散阻挡层（避免了阻挡层带来的光吸收损耗）的条件下，该方法成功将Mo-Si界面的扩散层厚度大幅压减至0.6 nm，层间粗糙度严格控制在0.2 nm以下，为EUV高反射Mo-Si多层膜系制造提供了潜在可行的工艺指导。

Abstract

In the fabrication of Mo-Si multilayers， achieving smooth and sharp interfaces is critical for realizing high reflectivity in extreme ultraviolet （EUV） light， as atomic intermixing between adjacent Mo and Si layers along with microscopic interfacial fluctuations can significantly degrade EUV reflectivity. To address this challenge， we propose a process portfolio that combines angular deposition with flood ion beam etching to enhance interface quality. By utilizing stage modifications in dual ion beam sputtering， the incident angle of the sputtered atom flux during deposition and the parameters of the auxiliary ion beam for polishing can be precisely controlled to suppress intermixing and interfacial fluctuations. Experimental results show that the thickness of the intermixing layer is reduced to 0.6 nm， and interfacial roughness is suppressed to 0.2 nm using this approach. This method fundamentally improves the interfacial quality of Mo-Si multilayers and offers a practical solution for the fabrication of high-reflectance EUV optics.

关键词

Keywords

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