Imec ocenia zdolność przewodzenia prądu przez metalowe linie o rozstawie 20 nm, wyprodukowane metodą High NA EUV Single Patterning

Abbildung 1 – Top-down-REM-Aufnahmen von Mäandern (links) und Gabeln (rechts) mit 20 nm Abstand nach der Musterübertragung in eine TiN-Hartmaske. / Rysunek 1 - Widoki SEM od góry na meandry (po lewej) i widły (po prawej) z odstępem 20 nm po przeniesieniu wzoru na twardą maskę TiN.

Abbildung 2 – TEM-Bild metallisierter Drähte mit 20 nm Abstand nach einem chemisch-mechanischen Poliervorgang (CMP). / Rysunek 2 - Obraz TEM metalizowanych drutów o rozstawie 20 nm po procesie chemiczno-mechanicznego polerowania (CMP).

W tym tygodniu imec, światowy lider w dziedzinie badań i innowacji w zakresie nanoelektroniki i technologii cyfrowych, prezentuje na SPIE Advanced Lithography + Patterning pierwsze wyniki testów elektrycznych (e-test), uzyskane na strukturach przewodzących metalowych o rozstawie 20 nm, wykonanych metodą pojedynczego naświetlenia za pomocą litografii EUV o wysokiej NA. Pomiarów dokonano na metalizowanych strukturach w kształcie węża i widelca, które wykazują dobrą wydajność elektryczną, co wskazuje na niską liczbę losowych defektów. Wyniki testów e-potwierdzają możliwości skanera litografii EUV o wysokiej NA oraz jego otoczenia ekosystemu, umożliwiając strukturyzację ścieżek i odstępów o tak małych wymiarach.

W sierpniu 2024 roku imec jako pierwsza firma przedstawiła branżowe struktury logiki i DRAM, które zostały ustrukturyzowane za pomocą pojedynczego kroku naświetlania metodą litografii EUV o wysokiej NA. Kolejnym kluczowym krokiem jest pokazanie, że metalizowane struktury przewodzące o rozstawie 20 nm, uzyskane po pojedynczym procesie strukturyzacji EUV z wysoką aperturą numeryczną przy użyciu negatywnego rezystu metalowo-oksydowego (MOR), osiągają wydajność powyżej 90%. Ta wartość wydajności została zmierzona na dwóch różnych strukturach testowych, tj. na strukturach serpentynowych (lub meanderowych) i strukturach typu widełki, które mają dostarczyć informacji o losowych defektach.

Steven Scheer, starszy wiceprezes ds. R&D w imec: „To jest pierwsza demonstracja elektrycznej wydajności metalowych przewodów o rozstawie 20 nm, uzyskanej metodą pojedynczej strukturyzacji EUV o wysokiej NA. Wyniki te stanowią wstępną walidację możliwości litografii EUV o wysokiej NA i jej otoczenia ekosystemu, obejmującego zaawansowane rezysty i podwarstwy, maski, techniki pomiarowe, strategie obrazowania (w tym anamorfowe), korektę optyczną (OPC) oraz zintegrowane techniki strukturyzacji i wytrawiania. Będziemy kontynuować pracę nad naszym ekosystemem strukturyzacji, aby jeszcze bardziej poprawić wydajność i przenieść te technologie do naszych partnerów produkcyjnych.”

Ekosystem High NA EUV od imec-ASML obejmuje partnerów takich jak wiodący producenci chipów, dostawcy materiałów i rezystów, dostawcy masek oraz eksperci od technik pomiarowych, którzy wspólnie pracują nad rozwojem i optymalizacją litografii EUV o wysokiej NA dla produkcji półprzewodników następnej generacji w zakresie poniżej 2 nm.

„Testy e są ważnym krokiem w walidacji High-NA EUV,” dodaje Philippe Leray, kierownik działu zaawansowanej strukturyzacji w imec. „Wyniki tych testów e pokazują nam również drogę na przyszłość. W połączeniu z inspekcją e-beam, pomiary przewodności metalizowanych struktur serpentynowych i widełkowych dostarczają informacji o losowych defektach (np. przerwach lub mostach), które prowadzą do niższej wydajności. Te spostrzeżenia wspierają naszych partnerów ekosystemu w opracowywaniu strategii minimalizacji losowych defektów. Jednym z naszych bieżących działań jest optymalizacja właściwości rezystów w celu zmniejszenia dawki potrzebnej do uzyskania wysokiej wydajności, przy minimalnym wpływie na losowe błędy, co realizujemy we ścisłej współpracy ze społecznością rezystów.”