Imec presenta l'imaging di linee/spazi a passo di 20 nm con litografia a interferenza EUV ad alta NA

Rappresentazioni schematiche (non a scala) di (a sinistra) configurazione Lloyd's Mirror per esperimenti di coupon di interferenza EUV ad alta NA e (a destra) camera di interferenza per esperimenti su wafer completi.

Rappresentazioni schematiche (non a scala) di (sinistra) configurazione Lloyd's Mirror per esperimenti di coupon di interferenza EUV ad alta NA e (destra) camera di interferenza per esperimenti su wafer completi.

(Links) Immagine SEM in sezione trasversale di un motivo L/S di 20 nm su un resist a base di ossido di metallo Inpria, esposto in un sistema di interferenza a specchio di Lloyd a una dose di 64 mJ/cm² e un angolo di interferenza di 20°. (Destra) Analisi di trasformata di Fourier, dove 0,05 = 20 nm di passo.

Imec, un centro di ricerca e innovazione leader a livello mondiale per la nanoelettronica e le tecnologie digitali, annuncia per la prima volta l'impiego di una sorgente di Generatore di Armoniche Alte a 13,5 nm per la stampa di linee/distanze con passo di 20 nm mediante litografia a interferenza di un resist metal-oxide Inpria sotto condizioni ad alta apertura numerica (High-Numerical-Aperture). La capacità dimostrata di alta NA nella litografia EUV a interferenza utilizzando questa sorgente EUV rappresenta una pietra miliare importante di AttoLab, un centro di ricerca avviato da imec e KMLabs per accelerare lo sviluppo dell'ecosistema di patterning ad alta NA su wafer da 300 mm. Lo strumento di interferenza viene impiegato per esplorare la dinamica fondamentale dell'immagine del fotoresist e fornire wafer strutturati da 300 mm per lo sviluppo dei processi, prima che sia disponibile il primo prototipo 0,55 high-NA EXE5000 di ASML.

L'esposizione ad alta NA a 13,5 nm è stata simulata con una sorgente laser coerente ad alta intensità di KMLabs in una configurazione di interferenza basata su Lloyd's-Mirror per esperimenti su coupon presso la beamline di spettroscopia di imec. Questa apparecchiatura fornisce intuizioni cruciali per il prossimo passo, ovvero l'estensione alle esposizioni di interferenza su wafer da 300 mm. In questa configurazione, la luce riflessa da uno specchio interferisce con quella emessa direttamente dalla sorgente laser a 13,5 nm, creando un modello di interferenza fine e dettagliato, adatto alla formazione del resist. La distanza del modello di resist può essere regolata modificando l'angolo tra i fasci di luce interferenti. Con questa configurazione, imec è riuscita per la prima volta a strutturare linee/distanze di 20 nm in un resist metal-oxide Inpria (range di dose di esposizione di circa 54-64 mJ/cm², angolo di interferenza di 20°) in un'unica esposizione, su campioni di coupon.

"La sorgente laser ad alta intensità di KMLabs è stata utilizzata a una lunghezza d'onda record di 13,5 nm e emette una serie di impulsi attosecondo (10-18 s), che raggiungono il fotoresist con una durata di pochi femtosecondi (10-15 s). Ciò ha richiesto elevati standard di coerenza temporale delle onde interferenti", spiega John Petersen, Principal Scientist di imec e Fellow SPIE. "La capacità dimostrata di questa configurazione di emulare esposizioni di litografia EUV ad alta NA è un passo importante per AttoLab. Dimostra che possiamo sincronizzare impulsi larghi di femtosecondi, che abbiamo un'eccellente controllo delle vibrazioni e una stabilità ottimale nella guida del fascio. Gli impulsi laser attosecondi a femtosecondi a 13,5 nm ci permettono di studiare l'assorbimento di fotoni EUV e i processi di radiazione ultra-rapidi che vengono successivamente indotti nel materiale del resist. Per queste ricerche, collegheremo la beamline a tecniche spettroscopiche come la spettroscopia infrarossa a tempo risolto e la spettroscopia fotoelettronica, già installate nel laboratorio. Le intuizioni fondamentali derivate da questa beamline contribuiranno a sviluppare i materiali litografici necessari per la prossima generazione (cioè 0,55 NA) di scanner di litografia EUV, prima che sia disponibile il primo prototipo 0,55-EXE5000."

Successivamente, le conoscenze acquisite in questa prima prova di concetto saranno trasferite a una seconda beamline di litografia EUV a interferenza compatibile con wafer da 300 mm, attualmente in fase di installazione. Questa beamline è progettata per lo screening di diversi materiali resistenti in condizioni ad alta NA, con pochi secondi per singola esposizione, e per supportare lo sviluppo di tecnologie di struttura, incisione e metrologia ottimizzate, adatte alla litografia EUV ad alta NA. "Le capacità del laboratorio sono fondamentali per studi di base volti ad accelerare lo sviluppo di materiali in direzione di EUV ad alta NA", afferma Andrew Grenville, CEO di Inpria. "Siamo entusiasti di approfondire la collaborazione con AttoLab".

"I nostri strumenti di interferenza sono progettati per passare da pitch di 32 nm a un inedito pitch di 8 nm su wafer da 300 mm e su coupon più piccoli", afferma John Petersen. "Offriranno approfondimenti complementari rispetto a quelli già ottenuti con scanner di litografia EUV a 0,33NA — che sono attualmente spinti ai loro limiti massimi di risoluzione in singola esposizione. Oltre alla strutturazione, molte altre aree di ricerca sui materiali beneficeranno di questa struttura di ricerca all'avanguardia di AttoLab. Ad esempio, la capacità di analisi ultra-rapida accelererà lo sviluppo di materiali per la prossima generazione di logica, memorie e dispositivi quantistici, così come di tecniche di misurazione e test di nuova generazione."