השינוי העיקרי בתהליך המשפיע על התשואה הוא שגיאת מיקום קצה (EPE). זה מתרחש כאשר אי סדרים בלתי צפויים בקנה מידה ננומטרי מוצגים בקצוות ובדפנות של דפוסי פוטו-רזיסט. אי סדרים אלה הם אקראיים ומכונה בשפה הרווחת חספוס קו קצה (LER). כאשר גדלי המכשירים ממשיכים להצטמצם, חפצי LER יכולים להשפיע ברצינות על בקרת הממדים, והמשרעת של תנודות LER אקראיות מתחילה להתחרות בסובלנות של דפוסי מעגל. בקרת LER היא קריטית לשיפור ביצועי המכשיר ותפוקת הייצור. LER יכול להיגרם על ידי גורמים רבים בזרימת העיבוד, כולל שגיאות בליטוגרפיה ובשלבי תחריט, כמו גם וריאציות ננומטריות בכימיה של photoresist. לכן, תעשיית ה-EUVL זקוקה להבנה טובה יותר של הגורמים ל-LER ולכלים חדשים כדי למתן את הבעיות הללו.

אסטרטגיה אחת להפחתת שגיאות בתיקון אנטי תחריט קו/חלל היא באמצעות הרכבה עצמית מכוונת (DSA), שכן היא יכולה לתקן פגמים קטנים מהגובה. איור 9 מציג את עקרון העבודה של EUV+DSA. חבר בתעשייה של קבוצת העבודה סיפק מחקר מקרה על השילוב הסינרגטי של EUV, DSA, ודפוסים כפולים מיושרים עצמיים (SADP) עבור מגרשי מתכת של 18 ננומטר ו-21 ננומטר.

לסיכום, נקודות המפתח סביב EUV photoresist הן כדלקמן: הקטנת גודל היחידה דורשת ארכיטקטורות תהליך חדשניות, חומרי התקן חדשניים והקטנת מרווח החיבורים ל-12 ננומטר. אם תפוקת השבבים גבוהה מספיק, העלות של שבבי מוליכים למחצה EUVL מוגבלת בעיקר על ידי פרודוקטיביות (תפוקה). התשואה נקבעת בעיקר על ידי וריאציות אקראיות בתהליך הגורמות לשגיאות מיקום קצה. פלטפורמת ההתנגדות לתחמוצת מתכת מציגה רזולוציה וביצועי פגמים מרשימים בגובה גובה, בעוד ש-DSA משפר באופן יסודי שינויים שיטתיים ואקראיים בפוטו-רזיסט.

לבסוף, משתתפי התעשייה מדגישים שכל שינוי תהליך מצריך כיום חקר ניסיוני, כאשר יכולות המטרולוגיה והמומחיות של NIST ממלאות תפקיד קריטי בפעילויות אלו. באופן ספציפי, ישנם ארבעה חלקי משנה עיקריים לבדיקה ניסיוני של שינויים בתהליך:

(1) הערכה של שינויים בתהליך בין טריליוני תכונות, הדורשות שיטות תפוקה גבוהה בקנה מידה מעבדתי, אולי כמו התקנים ליצירת הרמונית גבוהה (HHG) שנדונו בסעיף 2.5.1.

(2) היווצרות כימית של פגמים אקראיים ברסיסטים, שהוא כלי הכרחי שניתן לבצע במקור סינכרוטרון, הנדון בסעיף 2.5.2.

(3) זיהוי של שינויים בתהליך בכל קנה מידה של אורך ויותר ויותר בתלת מימד. שימו לב שניתן להשיג זאת באמצעות טכניקות טומוגרפיה של בדיקת אטום (APT), הנדונה בסעיף 3.

(4) בסקאלות אורך קטנות אלו, משטחים וממשקים שולטים, וממשקים חדים אינם קיימים.

כאשר נשאל על התחזית ותעשיית המידע מספקת לקהילת המחקר, NIST מספקת רשימה של דרישות. עבור photoresists: (א) photoresists חדישים עם מספרים קוונטיים גבוהים יותר, (ב) מקורות של תצורות פוטו-רזיסט/תכונה בסיסית ופגמים, (ג) צורות כימיות של פגמים אקראיים ב-MOx photoresists, (ד) אסטרטגיות להפחתת חלאות פוטו-רזיסט, ו-(ה ) טכניקות פיתוח יבשות לציפויים אורגניים נגד השתקפות. דרישה זו חשובה במיוחד כאשר ייצור EUVL עובר מ-NA נמוך ל-NA גבוה ואפילו NA גבוה יותר, כפי שמוצג באיור 10.

לצורך תיקון, התעשייה דורשת: (א) תיקון בלתי תלוי בגובה החספוס והפגמים לשמירה על פריסת היעד, כפי שמוצג באיור 11, (ב) מולקולות DSA חדשות עם חריטה יבשה בררנית גבוהה וחדירה סלקטיבית לחומרי גז גבוהים, (ג) ) קופולימרים בלוק 3 טון ABC, ו-(ד) קופולימרים ומברשות בלוק פונקציונלי (ניתנים לדוגמא, ניתנים להצלבה וכו').

2.4.2. מראות אספן EUV: אפיון יון פח, אדים וחלקיקים

השימוש באור EUV ליצירת דפוסים מביא לאתגרים חדשים רבים בשל הקליטה החזקה של קרינת 13.5 ננומטר על ידי רוב החומרים. כתוצאה מהאינטראקציה החומרית החזקה הזו, נעשה שימוש במראות במקום עדשות כדי ליצור ולהנחות אור בוואקום. מראות האספנים הראשוניות של מקור הפלזמה הן קעורות וצורתן אליפסואידית, כאשר פלזמה נוצרת במוקד הראשון. במוקד השני או האמצעי, אור הפלזמה מונחה לעבר כלי החשיפה (איור 12). התאמת אורך גל על ​​פני כל אזור האיסוף וסינון ספקטרלי אינפרא אדום הם מאפיינים מרכזיים של מראות אספנים רב שכבתיות.

בנוסף, יצירת כמות מספקת של קרינת EUV היא מאתגרת ביותר, ולכן יש לעשות מאמצים על מנת להבטיח שלמראות תהיה השתקפות גבוהה ביותר ואחידות מרחבית. יתר על כן, יש לשמור על רפלקטיביות של המראות הרב-שכבתיות ברמה גבוהה במהלך פעולת הכלי הליטוגרפי. תהליך הליטוגרפיה כולל חשיפת דפוסים על פוטו-רזיסט, המאחסן את הדפוס לעיבוד נוסף (ראה 2.4.1). קרינת EUV גורמת לשינויים כימיים ב-photoresist, וכתוצאה מכך תרכובות נדיפות שעלולות לנדוד ולהיספג אל משטחים דרך מערכת הוואקום. למרות שהפוטו-רזיסט יכול להשפיע על משטח המראה, זה לא החשש העיקרי לזיהום המראה. אנשי התעשייה זיהו שני סוגים עיקריים של פסולת המשפיעים על מראות האיסוף: (1) פסולת ישירות מהפלזמה, עם חום ומומנטום מועברים לגז החיץ שמסביב H2; ו (2) שטף פח הנכנס לקולט לפני התנגשות במשטח כלשהו, ​​המורכב מ-(i) יונים עצורים, (ii) אדי פח ו-(iii) חלקיקי פח.

נכון להיום, השיטה המשמשת להגנה על מראת הקולט מפני נזקי פסולת היא באמצעות זרימת גז מימן. גז חיץ גז מימן בסביבות 100 Pa גורם להאטת יונים. מימן זורם מהקולט, מה שמפחית את קצב השקיעה של פח אטומי על הקולט. התגובה בין רדיקלי מימן לדיל יוצרת בדיל הידריד (SnH4), אותו ניתן לשאוב לפי התגובה המוצגת במשוואה.

פעולת השאיבה המתרחשת במיכל עם משאבת ואקום מסירה גזים תרמיים ואדי פח, המסייעים גם בהגנה על מראת הקולט. בנוסף, חומרה פנימית אוספת חלקיקים. התעשייה ערכה מחקר על ניקוי מראות כדי לטפל בבעיות זיהום. בתעשייה נעשו מאמצים לשפר את תוחלת החיים של מראות אספנים, במיוחד עם תוחלת חיים העולה על 6 חודשים בשנת 2021.

למרות שיפורים משמעותיים בהגנה על מראות אספנים של EUV, חברי התעשייה הביעו שני צרכים. ראשית, הבנת "כיצד פוטונים וחומרי פלזמה מתקשרים עם גזי רקע, אופטיקה ומשטחי פלזמה במקור אור EUV." פערי הידע כוללים פלזמה משנית ואינטראקציות שלה, הובלה וספקטרוסקופיה, פיזיקה וכימיה של קיר קרינת פלזמה, ואבחון פלזמה. שנית, הבנת "מה קורה לפח ואיך לנהל אותו". פערי הידע בתחום זה כוללים זיהום בדיל, ניקוי רדיקלי מימן של בדיל, תהליכי יצירת בדיל הידריד, כמו גם העברה תרמית ומסה וכימיה, וזיהוי חלקיקים קטנים.

המשך יבוא...