Imec dimostra la disponibilità dell'ecosistema di patterning EUV ad alta NA

Montaggio di uno strumento EUV ad alta NA nel laboratorio congiunto High-NA di imec e ASML presso la sede centrale di ASML a Veldhoven, Paesi Bassi. (Crediti: ASML) / Assemblaggio di uno strumento EUV ad alta NA nel laboratorio congiunto imec-ASML High-NA presso la sede centrale di ASML a Veldhoven, Paesi Bassi. (Credito: ASML)

Questa settimana imec, un centro di ricerca e innovazione leader a livello mondiale nel campo della nanoelettronica e delle tecnologie digitali, presenta alla 2024 Advanced Lithography + Patterning Conference i progressi nei processi EUV, nelle maschere e nella metrologia, sviluppati per l'ultravioletto estremo litografia (EUV) ad alta apertura numerica (High-NA). I principali risultati riguardano lo sviluppo di fotolacche e primer, ottimizzazione delle maschere, sviluppo della correzione di prossimità ottica (OPC), il field stitching ad alta risoluzione, la riduzione degli errori stocastici e il miglioramento della metrologia e dell'ispezione. Con questi risultati, imec dimostra di essere pronto a trasferire i processi EUV nel laboratorio congiunto High-NA EUV di imec e ASML, costruito attorno al primo prototipo di scanner EUV High-NA.

Steven Scheer, Vicepresidente Senior di Advanced Patterning, Process and Materials presso imec: "Il primo scanner EUV High-NA (TWINSCAN EXE:5000) è stato installato da ASML e i primi wafer saranno presto esposti. Nei prossimi mesi, il laboratorio congiunto High-NA EUV di imec e ASML sarà operativo e reso accessibile ai clienti High-NA. Il laboratorio High-NA EUV, con le apparecchiature installate e i processi, consente ai clienti di iniziare la formazione in anticipo sul High-NA EUV prima che gli strumenti siano pronti per la produzione. È compito di imec, in stretta collaborazione con ASML e la nostra vasta rete di fornitori, garantire la disponibilità tempestiva di materiali resistivi avanzati, maschere, tecniche di misurazione, strategie di imaging (anamorfiche) e tecniche di strutturazione. La disponibilità di questi processi per High-NA sarà presentata in oltre 25 relazioni alla SPIE Adv Litho & Patt Conference 2024."

Il field stitching è un fattore chiave per High-NA: il field stitching è necessario a causa dell'obiettivo anamorfico (cioè, un obiettivo con ingrandimento diverso nelle direzioni x e y), che porta a dimensioni di campo che sono solo la metà di quelle di uno scanner convenzionale. imec riferirà sugli ultimi progressi che consentono lo stitching ad alta risoluzione, basati sul lavoro con ASML e i nostri partner di produzione di maschere sullo scanner NXE:3400C di imec. Lo stitching ad alta risoluzione riduce la necessità di modifiche di progettazione per tenere il passo con la riduzione delle dimensioni del campo immagine.

Sul fronte dei materiali e dei processi, è chiaro che i resistori di ossido di metallo (MOR) per linee e pattern metallici sono ancora all'avanguardia. imec presenterà i progressi di MOR nella riduzione della dose EUV in rapporto al rendimento. La selezione dello strato di base specifico, l'ottimizzazione del processo di sviluppo, la scelta dell'assorbitore della maschera, del bias della maschera e della tonalità della maschera hanno portato a una riduzione della dose EUV per linee e superfici di oltre il 20%, senza aumentare la rugosità o i difetti stocastici. Anche le dimensioni tip-to-tip non sono state negativamente influenzate da queste misure di riduzione della dose. Il lavoro sulla riduzione della dose continua ed è molto apprezzato dai nostri produttori di chip, poiché porta a una riduzione dei costi EUV grazie a un maggiore throughput dello scanner.

Un risultato inaspettato è stato ottenuto utilizzando resistori MOR con una maschera binaria a campo chiaro per la strutturazione dei fori di contatto. Rispetto a un resist positivo chimicamente rinforzato (CAR) e a una maschera binaria a campo scuro, trasferiti nello stesso stack, dopo il trasferimento del pattern è stata raggiunta una riduzione della dose del 6% e un miglioramento dell'uniformità locale della CD (LCDU) del 30%. Un problema residuo delle maschere a campo chiaro per i fori di contatto è la qualità e la presenza di difetti della maschera. Questo deve essere attentamente studiato per rendere i resist MOR un'opzione valida per i fori di contatto. Fino ad allora, i resist CAR a tonalità positiva con maschere a campo scuro rimarranno i principali candidati per i contatti e le via di attraversamento nel processo High-NA EUV.

High-NA richiede anche miglioramenti nelle tecniche di misurazione e ispezione, per rispondere alla maggiore risoluzione (grazie alla alta NA) e agli strati più sottili (a causa della ridotta profondità di fuoco, DOF). imec presenterà nuovi risultati sull'ispezione con fascio di elettroni (E-Beam) e Deep-UV (DUV), che dimostrano che esistono metodi consolidati (BKMs) per individuare errori strutturali stocastici rilevanti per High-NA, come i fori di contatto esagonali. Inoltre, saranno proposte diverse tecniche di apprendimento automatico (basate sulla denoising di microfotografie REM) per facilitare l'ispezione e la classificazione di difetti di piccole dimensioni.

Infine, imec e i suoi partner presenteranno miglioramenti nell'imaging attraverso ottimizzazioni della maschera di sorgente e della maschera anamorfica OPC (considerando la necessità dello stitching).