In che modo l'idrogeno forma bolle negli specchi di rutenio per le macchine litografiche UV estreme (EUV)? Un progetto di ricerca M2i di Chidozie Onwudinanti e colleghi di DIFFER, L'Università di Tecnologia di Eindhoven e l'Università di Twente spiegano il processo di formazione di bolle:uno strato di contaminazione da stagno funge da valvola che fa entrare l'idrogeno nel rutenio sottostante, ma gli impedisce di ripartire, scrive la squadra sul diario Chimica Fisica Fisica Chimica .

In che modo l'idrogeno forma bolle negli specchi di rutenio per le macchine litografiche UV estreme (EUV)? Un progetto di ricerca M2i di Chidozie Onwudinanti e colleghi di DIFFER, L'Università di Tecnologia di Eindhoven e l'Università di Twente spiegano il processo di formazione di bolle:uno strato di contaminazione da stagno funge da valvola che fa entrare l'idrogeno nel rutenio sottostante, ma gli impedisce di ripartire, scrive la squadra sul diario Chimica Fisica Fisica Chimica .

Le macchine per litografia ultravioletta estrema (EUV) sono pezzi di tecnologia davvero straordinari, che a volte incontrano i tipi di problemi che sorgono quando si spingono i limiti di ciò che è fisicamente possibile. Uno di questi problemi è il danno subito dagli specchi nelle macchine. La luce EUV viene assorbita da tutti i materiali solidi, e anche per via aerea, quindi la luce in queste macchine è focalizzata e diretta da specchi nel quasi vuoto. La luce viene da un plasma di stagno, gli specchi ricoperti di rutenio dirigono la luce, e l'idrogeno funge da tampone e agente di pulizia per gli specchi. Questa danza altrimenti perfetta è rovinata dalla formazione di vesciche, sacche di idrogeno ad alta pressione sotto il cappuccio di rutenio, quando i detriti di stagno atterrano sugli specchi.

dottorato di ricerca candidato e autore principale Chidozie Onwudinanti:"Il nostro lavoro precedente aveva stabilito che l'idrogeno e lo stagno si attaccano facilmente alla superficie del rutenio, e che la vicinanza allo stagno aiuta la penetrazione dell'idrogeno nel rutenio. Però, la solubilità dell'idrogeno nel rutenio è bassa. Quindi abbiamo affrontato la domanda:come entrano così tanti atomi di idrogeno, e attraverso lo strato di rutenio per formare vesciche?"

Valvola per idrogeno

I calcoli dello stato di transizione dei percorsi di diffusione dell'idrogeno dalla regione vicina alla superficie del rutenio hanno rivelato il meccanismo:l'idrogeno può spostarsi più in profondità nel metallo, ma non può uscire dalla superficie perché la superficie è satura di idrogeno e stagno. Onwudinanti:"In altre parole, avendo ridotto la barriera all'ingresso dell'idrogeno nel sottosuolo, lo stagno rende più difficile la fuoriuscita dell'idrogeno attraverso la parte superiore del film. Abbiamo scoperto che un simile effetto di blocco della superficie è stato trovato in una serie di diversi esperimenti con la permeazione di idrogeno attraverso i metalli, anche nelle applicazioni per la fusione nucleare."

"Ciò che abbiamo mostrato è come lo stagno agisca come una sorta di valvola, lasciando passare l'idrogeno attraverso la superficie, ma soprattutto in una direzione. In verità, l'idrogeno lascia il rutenio; lascia semplicemente dalla parte sbagliata del film. In lavori futuri intendiamo esaminare più da vicino il processo di deposizione dello stagno sulla superficie del rutenio, e come ci gioca l'idrogeno, e applicheremo al problema altre tecniche computazionali. Miriamo a costruire un quadro più completo sui fattori chiave e sui loro effetti sul tasso di formazione di vesciche".