Comment l'hydrogène forme-t-il des cloques dans les miroirs en ruthénium pour les machines de lithographie UV extrêmes (EUV) ? Un projet de recherche M2i de Chidozie Onwudinanti et ses collègues de DIFFER, L'université de technologie d'Eindhoven et l'université de Twente expliquent le processus de cloquage :une couche de contamination à l'étain agit comme une valve qui laisse l'hydrogène pénétrer dans le ruthénium sous-jacent, mais l'empêche de repartir, écrit l'équipe dans le journal Chimie Physique Physique Chimique .

Comment l'hydrogène forme-t-il des cloques dans les miroirs en ruthénium pour les machines de lithographie UV extrêmes (EUV) ? Un projet de recherche M2i de Chidozie Onwudinanti et ses collègues de DIFFER, L'université de technologie d'Eindhoven et l'université de Twente expliquent le processus de cloquage :une couche de contamination à l'étain agit comme une valve qui laisse l'hydrogène pénétrer dans le ruthénium sous-jacent, mais l'empêche de repartir, écrit l'équipe dans le journal Chimie Physique Physique Chimique .

Les machines de lithographie ultraviolette extrême (EUV) sont des pièces de technologie assez extraordinaires, qui se heurtent parfois au genre de problèmes qui surviennent lorsque l'on repousse les limites de ce qui est physiquement possible. L'un de ces problèmes est celui des dommages subis par les miroirs des machines. La lumière EUV est absorbée par tous les matériaux solides, et par avion aussi, ainsi la lumière dans ces machines est focalisée et dirigée par des miroirs dans le quasi-vide. La lumière vient d'un plasma d'étain, les miroirs surmontés de ruthénium dirigent la lumière, et l'hydrogène gazeux agit comme un tampon et un agent de nettoyage pour les miroirs. Cette danse par ailleurs parfaite est ruinée par la formation de cloques, des poches d'hydrogène sous haute pression sous la calotte en ruthénium, lorsque des débris d'étain atterrissent sur les miroirs.

doctorat candidat et auteur principal Chidozie Onwudinanti :« Nos travaux antérieurs avaient établi que l'hydrogène et l'étain collent facilement à la surface du ruthénium, et que la proximité de l'étain favorise la pénétration de l'hydrogène dans le ruthénium. Cependant, la solubilité de l'hydrogène dans le ruthénium est faible. Nous avons donc été confrontés à la question :comment tant d'atomes d'hydrogène entrent-ils dans, et à travers la couche de ruthénium pour former des cloques ?"

Vanne pour hydrogène

Les calculs à l'état de transition des chemins de diffusion de l'hydrogène à partir de la région proche de la surface du ruthénium ont révélé le mécanisme :l'hydrogène peut pénétrer plus profondément dans le métal, mais il ne peut pas sortir à travers la surface car la surface est saturée d'hydrogène et d'étain. Onwudinanti :« En d'autres termes, ayant réduit la barrière à l'entrée d'hydrogène dans le sous-sol, l'étain rend plus difficile la sortie de l'hydrogène par le haut du film. Nous avons trouvé qu'un effet de blocage de surface similaire a été trouvé dans un certain nombre d'expériences différentes avec la perméation de l'hydrogène à travers les métaux, également dans les applications pour la fusion nucléaire.

"Ce que nous avons montré, c'est comment l'étain agit comme une sorte de valve, laisser passer l'hydrogène à travers la surface, mais surtout dans un sens. En vérité, l'hydrogène quitte le ruthénium; il part simplement du mauvais côté du film. Dans des travaux futurs, nous avons l'intention d'examiner de plus près le processus de dépôt d'étain à la surface du ruthénium, et comment l'hydrogène y joue, et nous appliquerons d'autres techniques de calcul au problème. Nous visons à dresser un tableau plus complet des facteurs clés et de leurs effets sur le taux de cloques."