Imec bemutatja a 20 nm-es Pitch Line/Space Ellenőrző Képalkotás High-NA EUV Interferencia-litográfiával

Sémaatikus ábrák (nem méretarányosak) (balra) Lloyd tükör elrendezése magas NA EUV interferencia kupon kísérletekhez és (jobbra) interferencia kamra teljes lapkás kísérletekhez.

Sématikus ábrák (nem méretarányos) (balra) Lloyd tükör elrendezése magas-NA EUV interferencia kuponkísérletekhez és (jobbra) interferenciamedence teljes lapkás kísérletekhez. / Sématikus ábrák (nem méretarányos) (balra) Lloyd tükör elrendezése magas-NA EUV interferencia kuponkísérletekhez és (jobbra) interferenciamedence teljes lapkás kísérletekhez.

(Links) Querschnitts-SEM-Aufnahme eines 20-nm-L/S-Musters auf einem Inpria-Metalloxid-Resist, belichtet in einem Lloyd's-Spiegel-Interferenzaufbau bei einer Dosis von 64mJ/cm2 und einem Interferenzwinkel von 20°. (Rechts) Fourier-Transformationsanalyse, wobei 0,05=20nm Abstand. / (Balra) Átfogó SEM-kép egy 20 nm-es L/S mintáról, amelyet Inpria fém-oxid ellenálláson készítettek Lloyd-féle tükör interferencia beállításban, 64 mJ/cm2 dózissal és 20°-os interferencia szöggel. (Jobbra) Fourier-transzformációs elemzés, ahol 0,05=20 nm-es lépték.

Az imec, egy világszerte vezető kutatási és innovációs központ a nanoelektronikában és a digitális technológiákban, elsőként jelentette be egy 13,5 nm-es High Harmonic Generator-Forrás alkalmazását vonalak/távolságok nyomtatására 20 nm-es pitch-csel interferencia-litográfiával, egy Inpria-fémoxid-ellenállás használatával magas NA (magas numerikus apertúra) feltételek között. Az EUV-interferencia-litográfia ezen EUV-forrással demonstrált magas NA-képessége fontos mérföldkő az AttoLab számára, amelyet az imec és a KMLabs közösen indított kutatóintézmény a High-NA mintázási ökoszisztéma fejlesztésének felgyorsítására 300 mm-es szilárdtesteken. Az interferencia-eszközt arra használják, hogy feltárják a fotóreszelőképek alapvető dinamikáját, és strukturált 300 mm-es szilárdtesteket biztosítsanak a folyamatfejlesztéshez, mielőtt az első 0,55 high-NA EXE5000 prototípus az ASML-től elérhetővé válik.

A 13,5 nm-es magas NA megvilágítást egy KMLabs által szekvenciális, koherens magas fluxúrus lézerforrás segítségével szimulálták egy Lloyd tükör-alapú interferencia felállásban, mint kupon-kísérletekhez az imec spektroszkópiai sugárnyalábjánál. Ez az eszköz döntő betekintést nyújt a következő lépéshez, a 300 mm-es szilárdtest-interferencia megvilágítások kiterjesztéséhez. Ebben az elrendezésben a tükörről visszavert fény interferál a közvetlenül a 13,5 nm-es lézerforrásból származó fénnyel, így egy finom, részletes interferencia mintázatot hozva létre, amely alkalmas a resist képek kialakítására. A mintázott ellenállás távolsága a fény interferáló sugarainak szögének változtatásával állítható be. Ezzel az eszközzel az imec sikeresen strukturált először 20 nm-es vonalakat/távolságokat egy Inpria-fémoxid-ellenálláson (expozíciós dózis tartománya kb. 54-64 mJ/cm², interferencia szög 20°) egyetlen expozíció során, kuponmintákon.

"A KMLabs magas fluxúrus lézerforrását rekordkicsi, 13,5 nm-es hullámhosszon alkalmazták, amely attoszekundumos (10-18 s) impulzusokat bocsát ki, amelyek néhány femtoszekundumos (10-15 s) pulzusidővel érik el a fotóreszelőt. Ez magas követelményeket támasztott az interferáló hullámok időbeli kohéziójával szemben," magyarázza John Petersen, az imec vezető tudósa és a SPIE tagja. "Ez az eszköz képes szimulálni a high-NA EUV-lithográfia megvilágításait, ami mérföldkő az AttoLab számára. Megmutatja, hogy képesek vagyunk femtoszekundumos széles impulzusokat szinkronizálni, kiváló vibrációs kontrollt tartani fenn, és kiváló stabilitást biztosítani a sugárvezetésben. A 13,5 nm-es femtoszekundumos, attoszekundumos lézerimpulzusok lehetővé teszik számunkra az EUV-fotonok abszorpciójának és az ultra gyors sugárzási folyamatok vizsgálatát, amelyek ezután a fotóreszelő anyagában indukálódnak. Ezekhez a vizsgálatokhoz a sugárnyalábot spektroszkópiai technikákkal fogjuk összekapcsolni, például időfelbontott infravörös és fotoelektronspektroszkópiával, amelyeket korábban telepítettünk a laborban. Ennek a spektroszkópiai sugárnyalábnak az alapvető eredményei hozzájárulnak majd a litográfiai anyagok fejlesztéséhez, amelyek a következő generációs (azaz 0,55 NA) EUV-litográfia szkennerekhez szükségesek, mielőtt az első 0,55-ös EXE5000 prototípus elérhetővé válik."

A következő lépésben ezeket az első proof of concept eredményeket átültetik egy második, 300 mm-es szilárdtest-kompatibilis EUV-interferencia-litográfia sugárnyalábba, amely jelenleg telepítés alatt áll. Ez a sugárnyaláb a különböző ellenálló anyagok szűrésére lesz alkalmas magas NA feltételek mellett, néhány másodperces expozíciókkal egyedi minták esetén, valamint az optimalizált struktúra-, marási- és mérési technológiák fejlesztésének támogatására, amelyek a magas NA EUV-litográfiához szükségesek. "A laboratórium képességei alapvető fontosságúak az anyagfejlesztés felgyorsításában a magas-NA EUV felé," mondta Andrew Grenville, az Inpria vezérigazgatója. "Várjuk a mélyebb együttműködést az AttoLabbal."

"Interferencia-eszközeink arra vannak tervezve, hogy 32 nm-es pitch-től egészen példátlan 8 nm-es pitch-ig működjenek 300 mm-es szilárdtesteken, valamint kisebb kuponokon," mondja John Petersen. "Kiegészítő betekintést nyújtanak abba, amit már a 0,33NA EUV-litográfia szkennerek nyernek – amelyek jelenleg a maximális felbontási határaikhoz közelítenek. A strukturalás mellett sok más anyagkutatási terület is profitál ebből a korszerű AttoLab kutatóintézetből. Például az ultra gyors elemzési képesség felgyorsítja a következő generációs logikai, memória és kvantumépítő elemek, valamint a következő generációs mérési és tesztelési technológiák anyagfejlesztését."