Imec evalúa la capacidad de rendimiento eléctrico de las líneas metálicas con un paso de 20 nm, fabricadas mediante patrón único EUV de alta NA

Figura 1 – Imágenes SEM de arriba hacia abajo de meandros (izquierda) y horquillas (derecha) con un paso de 20 nm después de la transferencia del patrón a una máscara dura de TiN. / Figure 1 - Top-down SEM pictures of 20nm pitch meanders (left) and forks (right) after pattern transfer into TiN hard mask.

Figura 2 – Imagen TEM de hilos metallizados con un paso de 20 nm después de un proceso de pulido químico-mecánico (CMP). / Figure 2 - TEM picture of metallized 20nm pitch wires after a chemical mechanical polishing (CMP) step.

Esta semana, imec, un centro de investigación e innovación líder mundial en nanoelectrónica y tecnologías digitales, presenta en SPIE Advanced Lithography + Patterning los primeros resultados de las pruebas eléctricas (e-test), obtenidos con estructuras conductoras metálicas con un paso de 20 nm, estructuradas mediante exposición individual con litografía EUV de alta NA. Las mediciones en estructuras metálicas en forma de serpiente y horquilla muestran una buena eficiencia eléctrica, lo que indica una baja cantidad de defectos estocásticos. Los resultados del e-test confirman la capacidad del escáner de litografía EUV de alta NA y su ecosistema circundante para estructurar vías y espacios en dimensiones tan pequeñas.

En agosto de 2024, imec fue la primera empresa en presentar estructuras lógicas y de DRAM relevantes para la industria, estructuradas mediante un solo paso de exposición con litografía EUV de alta NA. Como próximo paso decisivo, imec demuestra que las estructuras metálicas con un paso de 20 nm, obtenidas tras una única estructuración EUV con alta apertura numérica utilizando una resina negativa de óxido metálico (MOR), presentan una eficiencia superior al 90 %. Esta métrica de rendimiento se ha obtenido en dos estructuras de prueba diferentes, es decir, en estructuras en forma de serpiente (o meandro) y en estructuras de horquilla, que deben proporcionar información sobre defectos estocásticos.

Steven Scheer, vicepresidente senior de I+D en imec: «Esta es la primera demostración de la eficiencia eléctrica de conductores metálicos con un paso de 20 nm, lograda mediante una única estructuración EUV de alta NA. Estos resultados constituyen una validación inicial de las capacidades de la litografía EUV de alta NA y su ecosistema circundante, incluyendo resinas avanzadas y capas inferiores, máscaras, técnicas de medición, estrategias de imagen (anamórficas), corrección óptica de proximidad (OPC), así como técnicas integradas de estructuración y grabado. Continuaremos trabajando con nuestro ecosistema de estructuración en procesos para mejorar aún más la eficiencia y transferir estas tecnologías a nuestros socios de fabricación.»

El ecosistema imec-ASML High NA EUV incluye socios como fabricantes de chips líderes, proveedores de materiales y resistencias, proveedores de máscaras y expertos en metrología, que colaboran para desarrollar y optimizar la litografía EUV de alta NA para la fabricación de semiconductores de próxima generación en el rango de menos de 2 nm.

«Las pruebas eléctricas son un paso importante en la validación de la EUV de alta NA», añade Philippe Leray, jefe del departamento de estructuración avanzada en imec. «Estos resultados de e-test también nos muestran el camino hacia el futuro. En combinación con la inspección por haz de electrones, las mediciones de conductividad de estructuras metálicas en forma de serpiente y horquilla proporcionan información sobre defectos estocásticos (es decir, rupturas o puentes), que conducen a una menor eficiencia. Estos conocimientos apoyan a nuestros socios del ecosistema en el desarrollo de estrategias para reducir los defectos estocásticos. Uno de nuestros esfuerzos en curso se centra en optimizar el rendimiento de la resina para reducir la dosis necesaria, minimizando al mismo tiempo los errores estocásticos, un desafío que abordamos en estrecha colaboración con la comunidad de resistencias.»