EUV 反射镜是整台光刻机里最核心、也最难做的部件之一因为 EUV 没法用透镜、只能反射而普通镜面又反射不了 EUV所以必须用一种特殊的多层膜反射镜。为什么普通镜子反射不了 EUVEUV 光子能量高约 92 eV碰到任何材料表面大部分都被吸收普通金属镜面对 EUV 的反射率极低几乎反不回来。日常的镜子金属镀层能反射可见光是因为可见光能量低、金属自由电子能有效反射它。但对 EUV光一接触表面就被材料吸收掉了靠单一表面反射行不通。所以要反射 EUV不能靠一个面反射而要靠很多层界面的反射叠加——这就是多层膜反射镜的思路。多层膜反射镜的工作原理布拉格反射EUV 反射镜的核心原理是布拉格反射Bragg reflection和 X 射线在晶体里衍射是同一个道理。具体做法在一个超光滑的基底上交替镀上几十对通常 40~50 对两种不同材料的超薄膜每层厚度只有几纳米。光照射到多层膜上时每一个材料界面都会反射回来极小一部分 EUV 光。单个界面反射的光很弱几乎可以忽略。通过精确控制每层的厚度让层厚满足布拉格条件使得几十个界面反射回来的光波相位一致、相干叠加、互相增强。几十层微弱的反射叠加起来最终形成一个可观的总反射把对 13.5nm 的反射率做到约 70%。简单说单层反射不了多少但几十层界面的反射精确叠加、相干增强就凑出了 70% 的反射率。这就是多层膜反射镜能反射 EUV 的原理。为什么用钼Mo和硅SiEUV 反射镜的两种材料标准选择是钼Mo和硅Si交替即 Mo/Si 多层膜。选这两种材料的原因要形成有效的布拉格反射两种材料需要对 EUV 的光学性质折射率差异合适——一种偏反射/散射一种偏透过这样在界面才能有效反射又不至于把光吸收太多。硅对 13.5nm 吸收较小相对透明起间隔层作用让光能穿到深层界面钼提供折射率的反差在界面产生反射这一组合在 13.5nm 附近的反射率最优。正是Mo/Si 多层膜在 13.5nm 反射率最高这一点和锡等离子体在 13.5nm 发光效率最高恰好匹配共同把 EUV 波长锁定在了 13.5nm。EUV 反射镜有多难做EUV 反射镜的制造精度要求是极端苛刻的层厚精度到原子级每层只有几纳米几十层叠起来厚度误差必须控制在零点几纳米皮米级否则布拉格条件被破坏、反射率暴跌。镀膜工艺极其精密。表面光滑度到原子级基底和每层的表面粗糙度要控制在零点几纳米以内。任何微小的起伏都会散射 EUV、降低反射率和成像质量。这是人类能制造的最光滑的表面之一。面形精度极高投影物镜的反射镜面形误差要控制到皮米级才能保证纳米级的成像精度。这也是为什么 EUV 光刻机的物镜如蔡司做的是顶级光学工程的代表。FIBTEMSEM打样代工