Imec kihasználja a 0,33NA EUVL egyszeri expozíciós mintázási képességét a határaiig

28nm-es pitch egyexposíciós struktúrázás az Inpria MOx folyamatával egy 0,33NA EUV teljes mező szkenneren Ru-fémesítés után. / 28nm-es pitch egyexposíciós mintázás az Inpria MOx folyamatával egy 0,33NA EUV teljes mező szkenneren Ru-fémesítés után.

24nm-es léptékű vonalak/távolságok, egy 0,33NA NXE:3400B teljes mező szkenneren mérve, (balra) a fejlesztés után és (jobbra) az etetés után a kritikus céldimenzió (CD) mentén (uLER = elfogulatlan vonalszegély durvaság).

28nm kontaktnyílások, elérve egy 0,33NA NXE:3400 teljes mező szkenneren, a fejlesztés után. / 28nm contact holes obtained on a 0.33NA NXE:3400 full field scanner, after developing.

Ebben a héten az imec, egy világszerte vezető kutatási és innovációs központ a nanóelektronikában és digitális technológiákban, valamint az ASML, a világ vezető félvezető litográfiai berendezéseket gyártó vállalata, több előadást mutat be a SPIE Advanced Lithography Conference 2021-en, amelyek demonstrálják a 0,33NA NXE:3400 extrém ultraibolya litográfia (EUVL) képességét az egyetlen expozícióval történő struktúrák kialakításában. A folyamatoptimalizálások lehetővé tették sűrű 28 nm-es pitch-ű vonalak és rések struktúrálását egy Inpria fémoxid-ellenállással egyetlen expozícióval, ami releváns a tömeggyártás szempontjából. Először korrelálták optikai és elektronnyaláb-ellenőrzéseket elektromos adatokkal annak érdekében, hogy további betekintést nyerjenek a sztochasztikus hibaarány javításába – azaz mind a törések, mind a hidak tekintetében. Emellett a forrás-optimalizációk eredményeként az aktuális NXE:3400 szkennerről a legkisebb lehetséges pitch, azaz 24 nm-es pitch-vonalak és rések, valamint 28 nm-es pitch-kapcsolók kialakítása vált lehetővé, ami korai anyagfejlesztést tesz lehetővé, amire a High-NA EUV litográfiai szkennerek esetében szükség van.

A extrém ultraibolya litográfia kritikus döntési ponthoz érkezett, ahol áttérhet az EUV multi-patterning technikákra a legkisebb jellemzők nyomtatásához a következő generációs IC-kben, vagy tovább fejlesztheti az egyedi nyomtatási képességet a mai 0,33NA teljes mezős szkennereken. "Míg a multi-patterning technikák egyszerűbb pitch-eket kínálnának, az egyedi mintázás hatalmas költségelőnyt és egyszerűbb folyamatstruktúrákat tesz lehetővé" – mondja Kurt Ronse, az imec fejlett mintázási program igazgatója. "Az imec és az ASML demonstrálta az egyszereplős struktúrálás lehetőségét 28 nm-es pitch-vel, ami megfelel egy 5 nm-es technológiai csomópont végső rétegének. Ez nagyon közel hozza az NXE:3400 szkenner felbontási határát a tömeggyártáshoz." Az eredményeket az Inpria fémoxid (MOx) ellenállási folyamatával érték el.

A sztochasztikus struktúrák hibáinak bővítése érdekében sikeresen korrelálták a rácselektronmikroszkópos, szélessávú plazma- és elektronnyaláb-technológiákkal szerzett hibafelügyeleti adatokat az elektromos mérésekből származó adatokkal. Az elektromos teszteket nagy felületű, ruteniumnal metallizált kígyólánc-struktúrákon végezték, amelyek lehetővé tették elektromos nyitások (és így hidak az ellenállásban) mérését, valamint metallizált villás- és tipp-tipp szerkezeteken, amelyek lehetővé tették elektromos rövidzárlatok (és így kritikus hidak az ellenállásban) mérését. A kiegészítő elektromos mérések nemcsak jó korrelációt mutatnak, hanem lehetővé teszik fontos trendek felmérését több folyamatváltoztatás során is, amelyek hozzájárulhatnak a sztochasztikus hibák csökkentéséhez az expozíció során (Dokumentumok száma: 11609-26; 11611-21).

A 0,33NA EUV litográfia bővíthetősége 28 nm-es pitch-hez a különböző struktúrák kialakításában részt vevő komponensek, beleértve a maszkvázlatokat, megvilágítási beállításokat, fémoxid-ellenállást és maratási folyamatokat közös optimalizálásának eredménye. Például kimutatták, hogy a világos mezőmaszk-tónus és a kontrollált lencseeltérések előnyei jelentősen javítják a nyomtatási képességet kis pitch-eken és kritikus méretek esetén (Dokumentumok száma: 11609-27; 11609-29).

Az EUVL egyszerű expozíciós határainak elmozdítása a tömeggyártásban az imec és az ASML számára lehetővé tette a 0,33NA NXE:3400 elsődleges felbontásának elérését, azzal a céllal, hogy platformként szolgáljon a korai anyagfejlesztéshez a High-NA EUVL eszközöknél. Steven Scheer, az imec fejlett mintázási folyamatok és anyagok alelnöke: "Az imec és az ASML nemrégiben azt is bemutatta, hogy a berendezés képes 24 nm-es pitch-ű vonalakat és felületeket, valamint 28 nm-es pitch-ű kontaktlyukakat nyomtatni – utóbbit a pupilla- és leképezési körülmények optimalizálásával, valamint duplán nyomtatott vonal/felület expozíciók alkalmazásával, összesen 45 mJ/cm2 dózissal." "A mintázatátvitel sikeresen bemutatásra került nagyon vékony ellenállásokon, amelyek relevánsak a High-NA EUV számára" – mondja Andrew Grenville, az Inpria vezérigazgatója. "Ez lehetővé teszi az imec strukturálási ökoszisztéma számára, hogy ellenállás-, mérés- és maratási folyamatokat fejlesszen ki, hogy felgyorsítsa a következő generációs EUVL rendszerek, azaz a High-NA EXE:5000, bevezetését." Scheer hozzátette: "Ezek a fejlesztések kiegészítik azokat az ismereteket, amelyeket jelenleg az imec Attosecond Laboratory, az Attosecond Analysis and Interferometry Laboratory, azaz az AttoLab nyújt, amely várhatóan magas NA ellenállás mintázási képességet fog biztosítani, akár 8 nm-es pitch-ig terjedő struktúrák létrehozására."