Imec prezentuje obrazowanie rezystu linii/przestrzeni o rozstawie 20 nm za pomocą interferencyjnej litografii EUV z wysoką wartością NA

Schematyczne przedstawienia (nie do miary) (po lewej) układu Lloyd'a Mirror do eksperymentów interferencyjnych EUV z wysoką NA oraz (po prawej) komory interferencyjnej do eksperymentów na pełnej wafli. / Schematyczne przedstawienia (nie do miary) (po lewej) układu Lloyd'a Mirror do eksperymentów interferencyjnych EUV z wysoką NA oraz (po prawej) komory interferencyjnej do eksperymentów na pełnej wafli.

Schematyczne przedstawienia (nie do miary) (po lewej) układu Lloyd's Mirror do eksperymentów interferencyjnych z kuponami EUV o wysokiej NA oraz (po prawej) komory interferencyjnej do eksperymentów na pełnych waflach. / Schematyczne przedstawienia (nie do skali) (po lewej) układu Lloyd’s Mirror do eksperymentów interferencyjnych z kuponami EUV o wysokiej NA oraz (po prawej) komory interferencyjnej do eksperymentów na pełnych waflach.

(Links) Querschnitts-SEM-Aufnahme eines 20-nm-L/S-Musters auf einem Inpria-Metalloxid-Resist, belichtet in einem Lloyd's-Spiegel-Interferenzaufbau bei einer Dosis von 64mJ/cm2 und einem Interferenzwinkel von 20°. (Rechts) Fourier-Transformationsanalyse, wobei 0,05=20nm Abstand. / (Left) Cross-section SEM image of a 20nm L/S pattern imaged on Inpria metal-oxide resist, exposed in a Lloyd’s mirror interference setup at a dose of 64mJ/cm2 and interference angle 20°. (Right) Fourier transform analysis where 0.05=20nm pitch.

Imec, wiodące na świecie centrum badawczo-innowacyjne w dziedzinie nanoelektroniki i technologii cyfrowych, po raz pierwszy zgłasza użycie źródła generatora wysokich harmonicznych o rozmiarze 13,5 nm do drukowania linii/odstępów z pitch 20 nm za pomocą interferencyjnej lithografii metalowo-oksydowej Inpria w warunkach wysokiej apertury numerycznej (High-NA). Demonstracja zdolności High-NA w EUV interferencyjnej lithografii z użyciem tego źródła EUV stanowi ważny kamień milowy dla AttoLab, instytucji badawczej zainicjowanej przez imec i KMLabs, mającej na celu przyspieszenie rozwoju ekosystemu patterningu High-NA na waflach o rozmiarze 300 mm. Narzędzie interferencyjne jest wykorzystywane do badania podstawowej dynamiki odwzorowania fotolaków oraz do przygotowania strukturowanych wafli 300 mm do rozwoju procesu, zanim dostępny będzie pierwszy prototyp EXE5000 o wysokiej NA 0,55 od firmy ASML.

Ekspozycja High-NA przy 13,5 nm została zasymulowana za pomocą koherentnego źródła laserowego o wysokim natężeniu z KMLabs w interferencyjnej konfiguracji opartej na lustrze Lloyd'a do eksperymentów na próbkach na beamline spektroskopii w imec. To urządzenie dostarcza kluczowych informacji dla kolejnego kroku, jakim jest rozszerzenie na interferencyjne naświetlania wafli 300 mm. W tej konfiguracji światło odbite od lustra interferuje z bezpośrednio emitowanym światłem z lasera 13,5 nm, tworząc drobny, szczegółowy wzór interferencyjny odpowiedni do odwzorowania resistów. Odległość odwzorowanego wzoru resistu można regulować poprzez zmianę kąta między interferującymi wiązkami światła. Dzięki temu układowi po raz pierwszy w imec udało się skutecznie wystrukturować linie/odstępy 20 nm w metalowo-oksydowym resistzie Inpria (zakres dawki naświetlania od ~54 do 64 mJ/cm², kąt interferencji 20°) w pojedynczym naświetlaniu, na próbkach typu coupon.

"Źródło lasera o wysokim natężeniu od KMLabs zostało użyte przy rekordowo małej długości fali 13,5 nm i emituje serię impulsów attosekundowych (10-18 s), które osiągają czas trwania impulsu fotolaków na poziomie kilku femtosekund (10-15 s). To wymagało wysokiej precyzji czasowej koherencji fal interferujących," wyjaśnia John Petersen, główny naukowiec w imec i członek SPIE. "Udowodniona zdolność tego układu do emulacji naświetlań EUV o wysokiej NA jest ważnym kamieniem milowym dla AttoLab. Pokazuje, że potrafimy synchronizować impulsy szerokie femtosekundowe, mamy doskonałą kontrolę drgań i świetną stabilność prowadzenia wiązki. Impulsy laserowe attosekundowe o długości fali 13,5 nm umożliwiają nam badanie absorpcji fotonów EUV oraz ultrakrótkich procesów promieniowania, które następnie są indukowane w materiale resistu. Do tych badań zamierzamy połączyć beamline z technikami spektroskopii, takimi jak czasowo rozdzielona spektroskopia w podczerwieni i spektroskopia fotoelektronowa, które wcześniej zainstalowaliśmy w laboratorium. Podstawowe wnioski z tej spektroskopii pomogą w rozwoju materiałów litograficznych potrzebnych do następnej generacji (czyli 0,55 NA) skanerów EUV, zanim dostępny będzie pierwszy prototyp 0,55-EXE5000."

W najbliższym czasie wyniki z tego pierwszego proof of concept zostaną przeniesione na drugą, kompatybilną z waflami 300 mm EUV interferencyjną beamline, która jest obecnie instalowana. Ta beamline jest zaprojektowana do skanowania różnych materiałów resistowych w warunkach wysokiej NA z pojedynczym naświetlaniem trwającym kilka sekund oraz do wspierania rozwoju zoptymalizowanych technologii strukturalnych, trawienia i pomiaru, które będą odpowiednie dla wysokiej NA EUV lithografii. "Zdolności laboratorium są kluczowe dla podstawowych badań nad przyspieszeniem rozwoju materiałów w kierunku EUV o wysokiej NA," powiedział Andrew Grenville, CEO Inpria. "Cieszymy się na pogłębioną współpracę z AttoLab".

"Nasze narzędzia interferencyjne są zaprojektowane tak, aby obsługiwać pitch od 32 nm do bezprecedensowego 8 nm na waflach 300 mm oraz na mniejszych próbkach," mówi John Petersen. "Dostarczą one komplementarnych wglądów w to, co już jest możliwe z użyciem skanerów EUV o NA 0,33 — które obecnie osiągają granice rozdzielczości pojedynczego naświetlania. Oprócz strukturyzacji, wiele innych dziedzin badań materiałowych skorzysta z tej zaawansowanej technologicznie instytucji AttoLab. Na przykład, ultrakrótkie możliwości analityczne przyspieszą rozwój materiałów dla następnej generacji elementów logicznych, pamięciowych i kwantowych, a także dla kolejnych generacji technik pomiarowych i testowych."