Imec skubber grænserne for EUV litografi enkelteksponering

Imec, verdens førende forsknings- og innovationshub inden for nanoelektronik og digital teknologi, fortsætter med at fremme klarheden af ​​EUV litografi med særlig fokus på EUV enkelt eksponering af Logic N5 metallag, og af aggressive tætte hularrays. Imecs tilgang til at muliggøre EUV-enkeltmønster ved disse dimensioner er baseret på co-optimering af forskellige litografi-enablere, herunder materialer, metrologi, design regler, efterbehandling og en grundlæggende forståelse af kritiske EUV-processer. Resultaterne, der vil blive præsenteret i flere artikler på denne uges 2018 SPIE Advanced Lithography Conference, er rettet mod at påvirke teknologikøreplanen og wafer-omkostningerne for kortsigtede teknologiknuder til logik og hukommelse markant.

Med industrien foretager betydelige forbedringer i EUV-infrastrukturberedskab, første indsættelse af EUV-litografi i højvolumenproduktion forventes i det kritiske back-end-of-line-metal og via lag af støberiets N7 Logic-teknologiknudepunkt, med metalafstande i området 36–40nm. Imecs forskning fokuserer på den næste node (32nm pitch og derunder), hvor forskellige mønstrende tilgange overvejes. Disse tilgange varierer betydeligt med hensyn til kompleksitet, wafer omkostninger, og tid til at give efter, og inkluderer variationer af EUV multipatterning, hybrid EUV og immersions multimønster, og EUV enkelteksponeret. Hos SPIE sidste år, imec præsenterede mange fremskridt inden for hybrid multimønster og afslørede forskellige udfordringer ved den mere omkostningseffektive EUV enkelteksponeringsløsning. Dette år, imec og dets partnere viser betydelige fremskridt i retning af at muliggøre disse dimensioner med EUV enkelteksponering.

Imecs vej omfatter en co-optimering af forskellige litografi-enablere, inklusive resistmaterialer, stak og efterbehandling, metrologi, computational litho og design-teknologi co-optimering, og en grundlæggende forståelse af EUV-resist-reaktionsmekanismer og stokastiske effekter. Baseret på denne omfattende tilgang, imec har vist lovende fremskridt, herunder indledende elektriske resultater, på EUV enkelteksponering med fokus på to primære anvendelsestilfælde:logisk N5 32nm pitch metal-2 lag og 36nm pitch kontakt hul-arrays.

I samarbejde med sine mange materialepartnere, imec vurderede forskellige resistmaterialestrategier, inklusive kemisk forstærkede resists, metalholdige resists og sensibilisatorbaserede resists. Særlig opmærksomhed blev lagt på modstandsruheden, og til nano-fejl såsom nanobroer, brudte linjer eller manglende kontakter, der er induceret af det stokastiske EUV-mønster. Disse stokastiske fejl begrænser i øjeblikket minimumsdimensionerne for enkelteksponeret EUV. På baggrund af dette arbejde, imec dykkede ned i den grundlæggende forståelse af stokastik og identificerede de primære afhængigheder, der påvirker fejl. Derudover forskellige metrologiteknikker og hybride strategier er blevet anvendt for at sikre et nøjagtigt billede af stokastikkens virkelighed. Imec vil rapportere om dette kollektive arbejde, demonstrerer ydeevnen af ​​forskellige state-of-the-art line-space og kontakthul resists.

Da resistmaterialer alene vil være utilstrækkelige til at opfylde kravene, imec har også fokuseret på at samoptimere fotomasken, film stak, EUV-eksponeringer og ætsning mod et integreret mønsterflow for at opnå fuld mønsterdannelse af strukturerne. Dette blev gjort ved hjælp af beregningslitografiske teknikker såsom optisk nærhedskorrektion og kildemaskeoptimering, suppleret med design-teknologi co-optimering for at reducere standard bibliotek celle områder. Endelig, ætsningsbaserede efterbehandlingsteknikker, der sigter på at udglatte billederne efter litografitrinene, giver opmuntrende resultater for tætte træk. Samoptimering af disse flere knapper er nøglen til at opnå optimeret mønster- og kantplaceringsfejlkontrol.

Greg McIntyre, Director of advanced patterning hos imec opsummerer:

"Vi føler, at dette er meget lovende fremskridt i retning af at gøre det muligt for EUV pålideligt at opnå enkelt mønster ved disse aggressive dimensioner. Dette vil i væsentlig grad påvirke omkostningseffektiviteten af ​​mønsterløsninger for de næste par teknologiknuder."