Imec pchnie zdolność do pojedynczego wzoru ekspozycji EUVL o NA 0,33 aż do granic

Strukturyzacja pojedynczego eksponowania z pitch'em 28 nm za pomocą procesu MOx firmy Inpria na skanerze EUV pełnego pola o NA 0,33 po metalizacji Ru. / 28nm pitch single-exposure patterning using Inpria’s MOx process on a 0.33NA EUV full field scanner after Ru metallization.

24nm rozstaw linii/odstępy, uzyskane na skanerze pełnego pola NXE:3400B o NA 0,33, (po lewej) po wywołaniu i (po prawej) po trawieniu na krytycznym wymiarze celu (CD) (uLER = nieobciążona chropowatość krawędzi linii). / 24nm rozstaw linii/przerw uzyskane na skanerze pełnego pola NXE:3400B o NA 0,33, (po lewej) po wywołaniu i (po prawej) po trawieniu na krytycznym wymiarze celu (CD) (uLER = nieobciążona chropowatość krawędzi linii).

28nm otwory kontaktowe, uzyskane na skanerze pełnofieldowym NXE:3400 o NA 0,33, po wywołaniu. / 28nm contact holes obtained on a 0.33NA NXE:3400 full field scanner, after developing.

W tym tygodniu imec, światowy lider w dziedzinie badań i innowacji w zakresie nanoelektroniki i technologii cyfrowych, oraz ASML, światowy lider w produkcji maszyn do litografii półprzewodnikowej, przedstawią na konferencji SPIE Advanced Lithography Conference 2021 kilka referatów, które demonstrują ostateczną zdolność ekstremalnej ultrafioletowej litografii (EUVL) NXE:3400 0,33NA do strukturyzacji w jednym naświetlaniu. Optymalizacje procesów umożliwiły strukturę gęstych linii/przestrzeni o pitchu 28 nm z rezystem metalowo-oksydowym Inpria w jednym naświetlaniu, co jest istotne dla produkcji seryjnej. Po raz pierwszy skorelowano inspekcje optyczne i e-beam z danymi elektrycznymi, aby uzyskać dalsze informacje na temat poprawy stochastycznej jakości błędów - tj. zarówno pęknięć, jak i mostów. Ponadto optymalizacje źródeł doprowadziły do możliwości uzyskania minimalnego pitchu na obecnym skanerze NXE:3400 (tj. linie/przestrzenie o pitchu 24 nm i otwory kontaktowe o pitchu 28 nm), co umożliwia wczesny rozwój materiałów, niezbędny dla skanerów EUV o wysokim NA.

Ekstremalna ultrafioletowa litografia osiągnęła kluczowy punkt decyzyjny, w którym można przejść do EUV-multiplanowania, aby drukować najgęstsze cechy następnej generacji układów IC, lub dalej rozwijać zdolność do pojedynczego naświetlania na dzisiejszych skanerach pełnofeldowych 0,33NA. "Podczas gdy techniki multiplanowania oferowałyby prostsze pitchy, single-patterning zapewnia ogromną przewagę kosztową i prostsze schematy procesowe", mówi Kurt Ronse, dyrektor programu zaawansowanego patterningu w imec. "Imec i ASML zademonstrowały możliwość strukturyzacji pojedynczym naświetlaniem z pitchem 28 nm, co odpowiada krytycznym warstwom metali na końcu linii technologicznej 5 nm. To zbliża skaner NXE:3400 do jego granic rozdzielczości dla produkcji seryjnej." Wyniki uzyskano dzięki procesowi rezystu metalowo-oksydowego (MOx) firmy Inpria.

Aby poszerzyć wiedzę na temat stochastycznych błędów strukturyzacji, dane inspekcyjne wykryte za pomocą mikroskopii elektronowej, plazmy szerokopasmowej i technologii elektronowego wiązki zostały pomyślnie skorelowane z danymi uzyskanymi z pomiarów elektrycznych. Testy elektryczne przeprowadzono na dużych, metalizowanych strukturach z rurowymi liniami wykonanymi z renu, które umożliwiły pomiar otworów elektrycznych (a tym samym mostów w rezystach), oraz na metalizowanych strukturach typu widełki i tip-to-tip, które pozwoliły na pomiar zwarć elektrycznych (a tym samym krytycznych pęknięć w rezystach). Komplementarne pomiary elektryczne wykazują nie tylko dobrą korelację, ale także umożliwiają śledzenie ważnych trendów w trakcie wielu zmian procesowych, co może przyczynić się do zmniejszenia stochastycznych awarii podczas naświetlania (artykuły nr 11609-26; 11611-21).

Rozszerzalność EUV-litografii 0,33NA na pitch 28 nm wynikała z ko- optymalizacji różnych komponentów zaangażowanych w proces strukturyzacji, w tym masek, ustawień oświetlenia, rezystu metalowo-oksydowego i procesów etching. Na przykład wykazano, że korzyści z użycia maski typu brightfield i kontrolowanych aberracji soczewek znacznie poprawiają drukowalność przy małym pitchu i krytycznych wymiarach (artykuły nr 11609-27; 11609-29).

Oprócz przesuwania granic EUVL dla produkcji seryjnej, imec i ASML doprowadziły skaner 0,33NA NXE:3400 do jego najwyższej rozdzielczości, z zamiarem wykorzystania go jako platformy do wczesnego rozwoju materiałów dla narzędzi High-NA EUVL. Steven Scheer, wiceprezes ds. zaawansowanego patterningu i materiałów w imec: "Imec i ASML niedawno pokazały, że narzędzie jest w stanie drukować linie/powierzchnie o pitchu 24 nm i otwory kontaktowe o pitchu 28 nm - ostatnie poprzez optymalizację warunków puli i odwzorowania oraz użycie podwójnych naświetlań linii/powierzchni z łączną dawką 45 mJ/cm2". "Przeniesienie wzoru na bardzo cienkie rezysty zostało pomyślnie zademonstrowane na materiałach istotnych dla High-NA EUV", mówi Andrew Grenville, dyrektor generalny Inpria. "To daje ekosystemowi imec możliwość rozwoju rezystów, pomiarów i procesów etching, aby przyspieszyć wprowadzenie kolejnej generacji systemów EUVL, tj. High-NA EXE:5000." Scheer dodał: "Te osiągnięcia będą uzupełniać wiedzę zdobywaną obecnie w laboratorium AttoLab, laboratorium analizy i interferencyjnej litografii impulsowej imec, które ma oferować zdolność obrazowania rezystów High-NA, umożliwiającą tworzenie struktur aż do pitchów 8 nm."