Imec démontre la volonté de l'écosystème de la lithographie EUV à haute NA

Montage d'un outil EUV à haute NA dans le laboratoire commun High-NA d'imec et ASML au siège d'ASML à Veldhoven, aux Pays-Bas. (Crédit photo : ASML) / Assemblage d'un outil EUV à haute NA dans le laboratoire commun High-NA d'imec-ASML au siège d'ASML à Veldhoven, aux Pays-Bas. (Crédit : ASML)

Cette semaine, imec, un centre de recherche et d'innovation mondialement reconnu pour la nanoélectronique et les technologies numériques, présente lors de la conférence 2024 Advanced Lithography + Patterning les progrès réalisés dans les processus EUV, les masques et la métrologie, développés pour la lithographie extrême-ultraviolet (EUV) à haute ouverture numérique (High-NA). Les principales avancées concernent le développement de vernis photosensibles et de revêtements, l'optimisation des masques, le développement de l'Optical Proximity Correction (OPC), le stitching de champs à haute résolution, la réduction des erreurs stochastiques et l'amélioration de la métrologie et de l'inspection. Avec ces résultats, imec démontre qu'il est prêt à transférer les processus EUV dans le laboratoire High-NA EUV commun à imec et ASML, construit autour du premier prototype d'un scanner EUV High-NA.

Steven Scheer, Vice-président senior d'Advanced Patterning, Process and Materials chez imec : « Le premier scanner EUV High-NA (TWINSCAN EXE:5000) a été installé par ASML et les premiers wafers seront bientôt exposés. Dans les prochains mois, le laboratoire High-NA EUV commun à imec et ASML sera mis en service et accessible aux clients High-NA. Le laboratoire High-NA EUV, avec l'équipement installé et les processus, permet aux clients une prise en main précoce du High-NA EUV, avant que les outils ne soient opérationnels dans leurs sites de production. La tâche d'imec est, en étroite collaboration avec ASML et notre réseau étendu de fournisseurs, d'assurer la disponibilité en temps voulu de matériaux avancés pour les résines, des masques, des techniques de métrologie, des stratégies d'imagerie (anamorphes) et des techniques de structuration. La disponibilité de ces processus pour le High-NA sera présentée dans plus de 25 conférences lors de la SPIE Adv Litho & Patt Conference 2024.»

Le stitching de champs est un facteur clé pour le High-NA : le stitching de champs est nécessaire en raison de l'objectif anamorphique (c'est-à-dire un objectif avec un grossissement différent dans les directions x et y), ce qui conduit à des tailles de champ qui ne sont que la moitié de celles d'un scanner conventionnel. imec présentera les dernières avancées permettant le stitching à haute résolution, basées sur le travail avec ASML et nos partenaires de fabrication de masques sur le scanner NXE:3400C d'imec. Le stitching à haute résolution réduit la nécessité de modifications de conception pour suivre la réduction de la taille du champ d'image.

Du côté des matériaux et des processus, il est clair que les résines métalliques oxydées (MOR) pour les lignes métalliques et les motifs restent en tête. imec présentera les progrès des MOR en matière de réduction de la dose EUV par rapport au rendement. Le choix de la couche de base spécifique, l'optimisation du processus de développement, le choix de l'absorbeur de masque, du biais de masque et de la tonalité du masque ont permis de réduire la dose EUV pour les lignes et les surfaces de plus de 20 %, sans augmenter la rugosité ou les défaillances stochastiques. La réduction de la dose n'a pas non plus affecté négativement les dimensions tip-to-tip. Le travail sur la réduction de dose se poursuit et est très apprécié par nos fabricants de puces, car il permet, grâce à un débit de scanner plus élevé, de réduire les coûts EUV.

Un résultat inattendu a été obtenu avec l'utilisation de résines MOR avec un masque en champ clair binaire pour la structuration des trous de contact. Par rapport à une résine positive renforcée chimiquement (CAR) et un masque en champ sombre binaire, qui ont été transférés dans la même pile, une réduction de dose de 6 % et une amélioration de l'uniformité locale des dimensions (LCDU) de 30 % ont été obtenues après le transfert du motif. Un problème persistant avec les masques en champ clair pour les trous de contact concerne la qualité et la défectuosité du masque. Cela doit être soigneusement étudié pour faire des MOR une option viable pour les trous de contact. D'ici là, les résines CAR positives en champ sombre resteront les principales candidates pour les contacts et les via dans le High-NA EUV.

Le High-NA nécessite également des améliorations en métrologie et inspection pour répondre à la résolution accrue (due au NA élevé) et aux couches plus fines (due à la profondeur de champ (DOF) réduite). imec présentera de nouveaux résultats sur l'inspection par faisceau d'électrons (E-Beam) et par lumière ultraviolette profonde (DUV), montrant qu'il existe de nouvelles méthodes éprouvées (BKMs) pour détecter les erreurs de structuration stochastiques pertinentes pour le High-NA, telles que les trous de contact hexagonaux. De plus, différentes techniques d'apprentissage automatique (basées sur le débruitage de microphotographies REM) seront proposées pour faciliter l'inspection et la classification des petites défaillances.

Enfin, imec et ses partenaires présenteront des améliorations en imagerie par l'optimisation de la source de masque et du masque OPC anamorphique (en tenant compte du besoin de stitching).