Imec lleva la capacidad de patrón de exposición única de 0,33NA EUVL al límite

Estructuración de exposición única a 28 nm de paso con el proceso MOx de Inpria en un escáner de campo completo EUV de NA 0,33 después de la metallización de Ru. / Patrocinado de exposición única a 28 nm de paso utilizando el proceso MOx de Inpria en un escáner de campo completo EUV de NA 0,33 después de la metallización de Ru.

Paso de línea/espacios de 24 nm, obtenido en un escáner de campo completo NXE:3400B con NA de 0,33, (izquierda) después del desarrollo y (derecha) después del grabado en la dimensión crítica objetivo (CD) (uLER = rugosidad de borde de línea sin sesgo).

Agujeros de contacto de 28 nm, obtenidos con un escáner de campo completo NXE:3400 de NA 0,33, después del revelado. / Contact holes of 28 nm obtained on a 0.33NA NXE:3400 full field scanner, after developing.

Esta semana, imec, un centro de investigación e innovación líder mundial en nanoelectrónica y tecnologías digitales, y ASML, el fabricante líder mundial de equipos de litografía de semiconductores, presentarán en la Conferencia SPIE Advanced Lithography 2021 varias ponencias que demuestran la capacidad definitiva de la litografía ultravioleta extrema (EUVL) 0,33NA NXE:3400 para estructurar en una sola exposición. Las optimizaciones de proceso han permitido la estructuración de líneas y espacios densos de 28 nm de paso con una resina de óxido metálico Inpria en una sola exposición, lo cual es relevante para la producción en serie. Por primera vez, se correlacionaron inspecciones ópticas y de haz de electrones con datos eléctricos para obtener más conocimientos sobre cómo mejorar la tasa de errores estocásticos, es decir, tanto rupturas como puentes. Además, las optimizaciones de fuente han permitido que el escáner NXE:3400 actual genere el paso más pequeño posible (es decir, líneas y espacios de 24 nm de paso y orificios de contacto de 28 nm de paso), lo que facilita el desarrollo temprano de materiales, como los necesarios para los escáneres de litografía EUV de alta NA.

La litografía ultravioleta extrema ha alcanzado un punto crítico en el que se puede pasar a la multi-patterning EUV para imprimir las características más densas de la próxima generación de circuitos integrados (ICs), o continuar impulsando la capacidad de impresión única en los escáneres de campo completo 0,33NA actuales. "Mientras que las técnicas de multi-patterning ofrecerían pasos más sencillos, la impresión única proporciona una ventaja de costo enorme y esquemas de proceso más sencillos", dice Kurt Ronse, director del programa de patrones avanzados en imec. "Imec y ASML han demostrado la posibilidad de estructuración con exposición única a 28 nm de paso, lo que corresponde a las capas metálicas críticas del proceso de línea final (Back-End-of-Line) de una tecnología de 5 nm. Esto acerca mucho el escáner NXE:3400 a su límite de resolución para la producción en serie." Los resultados se lograron con el proceso de resina de óxido metálico (MOx) de Inpria.

Para ampliar los conocimientos sobre errores estocásticos de estructuración, se correlacionaron con éxito los datos de inspección de defectos obtenidos mediante microscopía electrónica de barrido, plasma de banda ancha y tecnologías de haz de electrones con los datos obtenidos de mediciones eléctricas. Las pruebas eléctricas se realizaron en estructuras de líneas en zigzag metálicas grandes, recubiertas con rutenio, que permitieron medir aberturas eléctricas (y, por tanto, puentes en la resina), así como en estructuras metálicas de horquilla y de punta a punta, que permitieron medir cortocircuitos eléctricos (y, por tanto, rupturas críticas en la resina). Las mediciones eléctricas complementarias muestran no solo una buena correlación, sino que también permiten captar tendencias importantes a lo largo de varias modificaciones de proceso, que pueden contribuir a reducir fallos estocásticos durante la exposición (documentos nº 11609-26; 11611-21).

La escalabilidad de la litografía EUV 0,33NA a pasos de 28 nm resultó de la co-optimización de los diferentes componentes involucrados en el proceso de estructuración, incluyendo plantillas de máscara, configuraciones de iluminación, resina de óxido metálico y procesos de etching. Por ejemplo, se demostró que las ventajas del uso de máscaras de campo claro y aberraciones controladas de lentes mejoran significativamente la capacidad de impresión en pasos pequeños y dimensiones críticas (documentos nº 11609-27; 11609-29).

Además de ampliar los límites de la exposición sencilla EUVL para la producción en serie, imec y ASML han llevado la NXE:3400 0,33NA a su resolución más alta con el objetivo de utilizarla como plataforma para el desarrollo temprano de materiales para las herramientas EUVL de alta NA. Steven Scheer, vicepresidente de procesos y materiales de patrones avanzados en imec: "Recientemente, imec y ASML también demostraron que la herramienta puede imprimir líneas y áreas con paso de 24 nm y orificios de contacto con paso de 28 nm, mediante la optimización de las condiciones de apertura de la pupila y de imagen, y mediante el uso de exposiciones dobles de líneas y áreas con una dosis combinada de 45 mJ/cm2". "La transferencia de patrones se pudo demostrar con éxito en resinas muy finas, relevantes para EUV de alta NA", dice Andrew Grenville, CEO de Inpria. "Esto ofrece al ecosistema de estructuración de imec la oportunidad de desarrollar procesos de resina, medición y etching para acelerar la introducción de la próxima generación de sistemas EUV, es decir, el High-NA EXE:5000". Scheer añadió: "Estos avances complementarán los conocimientos que actualmente se obtienen en AttoLab, el laboratorio de análisis de attosegundos y litografía de interferencia de imec, que se espera que ofrezca una capacidad de impresión de resinas de alta NA para estructuras con pasos de hasta 8 nm".