发布时间： 2026-04-24 16:00:55来源：博顿光电
近日，湖南大学陈艺勤和段辉高老师团队在《光学精密工程》上发表最新研究成果：通过双离子束溅射沉积工艺优化，成功将EUV光刻用Mo-Si多层反射膜的界面扩散层厚度压减至0.6nm，界面粗糙度控制在0.2nm以下。这一突破为国产EUV核心薄膜提供了新的工艺路径。博顿光电有幸参与部分工作，文中工艺试验全部以博顿光电全自主可控离子束溅射镀膜设备完成。
本研究所用核心设备为博顿光电自主研发的“天玑”双离子束溅射沉积系统。研究团队对其进行了关键性升级--将传统小角度摆动卡具升级为360°回转公转卡具，使系统具备0~90°斜角沉积与掠角刻蚀能力，极大拓展了工艺调控空间。
图1 双离子束溅射系统中的斜角沉积与掠角刻蚀加工示意图
对于 EUV 光刻用 Mo-Si 多层反射膜而言，难点不只是“沉积出多层膜”，更在于“把界面做好”。为了量化评估界面质量对EUV反射率的影响，采用IMD软件进行仿真评估，结果表明：界面扩散层越厚，反射率越低；界面粗糙度增加不仅会进一步降低反射率，还会引起反射峰蓝移，说明界面质量是影响EUV多层膜性能的关键因素。
图2 Mo-Si多层膜的界面质量对 EUV 反射率的影响
图3 粗糙度σ=0.3nm时不同非对称界面扩散厚度的EUV反射光谱的变化
基于双离子束装备的工艺调控能力，进一步提出了“斜角沉积 + 掠角刻蚀”的协同工艺路线：斜角沉积可降低界面扩散，掠角刻蚀可改善界面粗糙度。
实验表明，采用约30°斜角沉积时，界面扩散和粗糙度均较低；在50对Mo-Si多层膜中，Mo-on-Si扩散层约0.66nm、粗糙度约0.38nm，Si-on-Mo扩散层约0.43nm、粗糙度约0.18nm，且TEM表征结果与XRR分析一致。
图4 采用斜角沉积优化工艺后 Mo-Si多层膜的界面质量
进一步采用使用能量为200eV离子束抛光Mo与Si膜层表面，实验发现对Si层进行刻蚀可显著降低界面扩散（Mo-on-Si和Si-on-Mo分别降至0.58nm和0.34nm），且效果优于对Mo层刻蚀。
图5 斜角沉积制备的40对周期的Mo-Si多层膜
图6 辅助离子源对沉积的Mo与Si表面进行掠角刻蚀后界面质量改善
论文结论指出，在低能（200eV）斜角（30°）溅射沉积与掠角（30°）辅助离子束刻蚀的协同工艺下，Mo-Si界面扩散层厚度可降低至0.6nm，粗糙度降低至0.2nm以下。该研究为EUV高反射Mo-Si多层膜工艺优化提供了参考，也体现了双离子束装备在高质量多层膜制造中的应用潜力。
博顿光电专注于新型离子源及离子束装备关键技术的研发、设计与制造，可为不同行业领域客户提供离子束薄膜沉积、刻蚀及表面处理整体解决方案。公司全自主研发的天玑系列——IBD-XPUTTER离子束溅射镀膜设备已实现量产，具备高精度、高质量薄膜制备能力，并在EUV多层反射膜等高端应用方向展现出良好的应用潜力。IBD-XPUTTER离子束溅射镀膜设备
