Imec presenta imagen de resist de línea/espacio con paso de 20 nm mediante litografía de interferencia EUV de alta NA

Representaciones esquemáticas (no a escala) de (izquierda) la configuración de Lloyd's Mirror para experimentos de cupón de interferencia EUV de alta NA y (derecha) cámara de interferencia para experimentos con obleas completas. / Representaciones esquemáticas (no a escala) de (izquierda) la configuración de Lloyd's Mirror para experimentos de cupón de interferencia EUV de alta NA y (derecha) cámara de interferencia para experimentos con obleas completas.

Representaciones esquemáticas (no a escala) de (izquierda) la configuración de espejo de Lloyd para experimentos de cupón de interferencia EUV de alta NA y (derecha) cámara de interferencia para experimentos con obleas completas.

(Enlaces) Imagen de SEM en sección transversal de un patrón L/S de 20 nm en un resist de óxido metálico Inpria, expuesto en un sistema de interferencia con espejo de Lloyd a una dosis de 64 mJ/cm2 y un ángulo de interferencia de 20°. (Derecha) Análisis de transformada de Fourier, donde 0,05 = 20 nm de separación. / (Izquierda) Imagen de SEM en sección transversal de un patrón L/S de 20 nm en un resist de óxido metálico Inpria, expuesto en un sistema de interferencia con espejo de Lloyd a una dosis de 64 mJ/cm2 y un ángulo de interferencia de 20°. (Derecha) Análisis de transformada de Fourier donde 0,05 = 20 nm de separación.

Imec, un centro de investigación e innovación líder en todo el mundo en nanoelectrónica y tecnologías digitales, anuncia por primera vez el uso de una fuente de generador de armónicos altos de 13,5 nm para imprimir líneas/distancias con un paso de 20 nm mediante interferencia de litografía de un resist metálico-óxido de Inpria bajo condiciones de alta apertura numérica (High-NA). La capacidad demostrada de High-NA en la litografía EUV por interferencia utilizando esta fuente EUV representa un hito importante para AttoLab, una instalación de investigación iniciada por imec y KMLabs para acelerar el desarrollo del ecosistema de patrón de alta NA en obleas de 300 mm. La herramienta de interferencia se utiliza para explorar la dinámica fundamental de la formación de patrones en fotolacas y proporcionar obleas estructuradas de 300 mm para el desarrollo de procesos, antes de que esté disponible el primer prototipo 0,55 high-NA EXE5000 de ASML.

La exposición de alta NA a 13,5 nm se simuló con una fuente láser coherente de alto flujo de KMLabs en una configuración de interferencia basada en un espejo de Lloyd para experimentos con cupones en la línea de haz de espectroscopía de imec. Este aparato proporciona conocimientos decisivos para el siguiente paso, que es la expansión a exposiciones de interferencia en obleas de 300 mm. En esta configuración, la luz reflejada por un espejo interfiere con la luz emitida directamente por la fuente láser de 13,5 nm, creando un patrón de interferencia fino y detallado adecuado para la formación en resist. La distancia del patrón de resist puede ajustarse modificando el ángulo entre los haces de luz interferentes. Con esta configuración, en imec se lograron por primera vez líneas/distancias de 20 nm en un resist metálico-óxido de Inpria (rango de dosis de exposición de aproximadamente 54-64 mJ/cm², ángulo de interferencia de 20°) en una exposición única, en muestras de cupones recubiertos.

"La fuente láser de alto flujo de KMLabs se utilizó a una longitud de onda récord de 13,5 nm y emite una serie de pulsos de attosegundos (10-18 s), que alcanzan una duración de pulso de unos pocos femtosegundos (10-15 s) en el fotolaca. Esto impuso altas demandas en la coherencia temporal de las ondas interferentes", explica John Petersen, científico principal en imec y fellow de SPIE. "La capacidad demostrada de esta configuración para emular exposiciones de litografía EUV de alta NA es un hito importante para AttoLab. Demuestra que podemos sincronizar pulsos anchos de femtosegundos, que tenemos un control excelente de vibraciones y una estabilidad sobresaliente en la conducción del haz. Los pulsos de láser de attosegundos envueltos en femtosegundos de 13,5 nm nos permiten estudiar la absorción de fotones EUV y los procesos de radiación ultrarrápidos que se inducen en el material del resist. Para estos estudios, acoplaremos la línea de haz con técnicas de espectroscopía, como espectroscopía infrarroja en el tiempo y espectroscopía de fotoelectrones, que ya hemos instalado en la instalación de laboratorio. Los conocimientos fundamentales de esta línea de espectroscopía contribuirán al desarrollo de materiales litográficos necesarios para la próxima generación (es decir, 0,55 NA) de escáneres de litografía EUV, antes de que esté disponible el primer prototipo 0,55-EXE5000."

Como siguiente paso, los conocimientos adquiridos en esta primera prueba de concepto se transferirán a una segunda línea de haz de interferencia EUV compatible con obleas de 300 mm, que actualmente está en proceso de instalación. Esta línea de haz está diseñada para realizar pruebas de diferentes materiales resistentes bajo condiciones de alta NA con exposiciones individuales de unos pocos segundos y para apoyar el desarrollo de tecnologías de estructura, grabado y medición optimizadas, adecuadas para la litografía EUV de alta NA. "Las capacidades del laboratorio son fundamentales para investigaciones básicas que acelerarán el desarrollo de materiales hacia la EUV de alta NA", dijo Andrew Grenville, CEO de Inpria. "Esperamos una colaboración más profunda con AttoLab".

"Nuestras herramientas de interferencia están diseñadas para abarcar desde un paso de 32 nm hasta un impresionante paso de 8 nm en obleas de 300 mm, así como en cupones más pequeños", dice John Petersen. "Proporcionarán perspectivas complementarias a las que ya se obtienen con escáneres de litografía EUV de 0,33NA, que actualmente están alcanzando sus límites máximos de resolución en una sola exposición. Además de la estructuración, muchas otras áreas de investigación de materiales se beneficiarán de esta instalación de investigación avanzada de AttoLab. Por ejemplo, la capacidad de análisis ultrarrápido acelerará el desarrollo de la próxima generación de componentes lógicos, de memoria y cuánticos, así como de las próximas generaciones de técnicas de medición y prueba".