Imec toont de bereidheid van het High-NA EUV Patterning-ecosysteem

Montage eines High-NA EUV-Tools im gemeinsamen High-NA-Labor von imec und ASML am Hauptsitz von ASML in Veldhoven, Niederlande. (Bildnachweis: ASML) / Montage eines High-NA EUV-Tools im gemeinsamen High-NA-Labor von imec und ASML am Hauptsitz von ASML in Veldhoven, Niederlande. (Bildnachweis: ASML)

Deze week presenteert imec, een wereldwijd toonaangevend onderzoeks- en innovatiecentrum voor nano-elektronica en digitale technologieën, op de 2024 Advanced Lithography + Patterning Conference de vorderingen in EUV-processen, maskers en metrologie die ontwikkeld zijn voor extreme ultraviolet-lithografie (EUV) met hoge numerieke apertuur (High-NA). De belangrijkste prestaties betreffen de ontwikkeling van fotolakken en onderlagen, maskersoptimalisatie, de ontwikkeling van Optical Proximity Correction (OPC), veldstitching met hoge resolutie, het verminderen van stochastische fouten en de verbetering van metrologie en inspectie. Met deze resultaten toont imec aan dat het klaar is om de EUV-processen over te dragen aan het gezamenlijke High-NA EUV-laboratorium van imec en ASML, dat is gebouwd rond de eerste prototype van een High-NA EUV-scanner.

Steven Scheer, Senior Vice President van Advanced Patterning, Process and Materials bij imec: "De eerste High-NA EUV-scanner (TWINSCAN EXE:5000) is geïnstalleerd door ASML en de eerste wafers worden binnenkort belicht. In de komende maanden zal het gezamenlijke High-NA EUV-laboratorium van imec en ASML operationeel worden gemaakt en toegankelijk worden voor High-NA-klanten. Het High-NA EUV-laboratorium, uitgerust met de geïnstalleerde apparatuur en processen, stelt klanten in staat om vroegtijdig te starten met High-NA EUV-training voordat de tools operationeel zijn in hun productievestigingen. Het is de taak van imec om in nauwe samenwerking met ASML en ons uitgebreide leveranciersnetwerk de tijdige beschikbaarheid van geavanceerde resistmaterialen, fotomaskers, meetmethoden, (anamorphe) afbeeldingsstrategieën en structureringsmethoden te waarborgen. De beschikbaarheid van deze processen voor High-NA wordt gepresenteerd in meer dan 25 lezingen op de SPIE Adv Litho & Patt Conference 2024."

Veldstitching is een belangrijke factor voor High-NA: veldstitching is nodig vanwege het anamorphe objectief (d.w.z. een objectief met verschillende vergrotingen in x- en y-richting), wat leidt tot veldgroottes die slechts de helft zijn van die van een conventionele scanner. imec zal de nieuwste bevindingen rapporteren die stitching bij hoge resolutie mogelijk maken, gebaseerd op het werk met ASML en onze maskervoorzieningspartners op de NXE:3400C scanner van imec. Het stitching met hoge resolutie vermindert de noodzaak voor ontwerpwijzigingen om gelijke tred te houden met de vermindering van de beeldveldgrootte.

Op materiaal- en procesgebied is het duidelijk dat metalenoxide-resists (MOR) nog steeds vooraan staan bij metalen lijnen en patronen. Imec zal de voortgang van MOR presenteren met betrekking tot de vermindering van de EUV-dosis in verhouding tot de opbrengst. De keuze van de specifieke onderlaag, de optimalisatie van het ontwikkelproces, de selectie van het maskerabsorptiemateriaal, de maskerbias en de maskertonaliteit hebben geleid tot een vermindering van de EUV-dosis voor lijnen en oppervlakken met meer dan 20%, zonder dat de ruwheid of stochastische fouten toenamen. Ook de tip-to-tip-afmetingen werden niet negatief beïnvloed door deze maatregelen voor dosisvermindering. Het werk aan dosisreductie wordt voortgezet en wordt zeer gewaardeerd door onze chipproducenten, omdat het leidt tot een kostenreductie van EUV door een hogere scanner-doorvoer.

Een onverwachte uitkomst werd verkregen door het gebruik van MOR-resists met een binaire heldere veldmasker voor de contactgaatjesstructurering. In vergelijking met een chemisch versterkte positieve ton-resist (CAR) en een binaire donker veldmasker, die in dezelfde stack werden overgedragen, werd na patroontransfer een dosisreductie van 6% en een verbetering van de lokale CD-uniformiteit (LCDU) van 30% bereikt. Een blijvend probleem bij heldere veldmaskers voor contactgaatjes is de kwaliteit en defecten van de maskers. Dit moet zorgvuldig worden onderzocht om MOR een optie te maken voor contactgaatjes. Tot die tijd blijven positief getinte CAR-resists met donker veldmaskers de leidende kandidaten voor contact- en doorcontactstructuren in High-NA EUV.

High-NA vereist ook verbeteringen in de meet- en inspectietechnologie om te voldoen aan de hogere resolutie (door de hoge NA) en de dunnere lagen (door de verminderde scherfdiepte, DOF). Imec zal nieuwe resultaten presenteren over E-beam- en Deep-UV (DUV)-inspectie, die aantonen dat er nieuwe bewezen methoden (BKMs) zijn om stochastische structuurfouten die relevant zijn voor High-NA, zoals hexagonale contactgaatjes, op te sporen. Daarnaast worden verschillende technieken van machinaal leren (gebaseerd op het ruisonderdrukken van REM-mikrofotografieën) voorgesteld om de inspectie en classificatie van kleine defecten te vergemakkelijken.

Tot slot zullen imec en haar partners verbeteringen in beeldvorming presenteren door optimalisaties van de bronmasker en de anamorphe masker OPC (rekening houdend met de noodzaak van stitching).