Perubahan proses utama yang mempengaruhi hasil adalah kesalahan penempatan tepi (EPE). Hal ini terjadi ketika ketidakteraturan skala nano yang tidak terduga ditampilkan di tepi dan dinding samping pola photoresist. Ketidakteraturan ini bersifat acak dan dalam bahasa sehari-hari disebut sebagai kekasaran tepi garis (LER). Ketika ukuran perangkat terus menyusut, artefak LER dapat berdampak serius pada kontrol dimensi, dan amplitudo fluktuasi LER acak mulai bersaing dengan toleransi pola sirkuit. Kontrol LER sangat penting untuk meningkatkan kinerja perangkat dan hasil produksi. LER dapat disebabkan oleh banyak faktor dalam aliran pemrosesan, termasuk kesalahan dalam langkah litografi dan etsa, serta variasi skala nano dalam kimia fotoresist. Oleh karena itu, industri EUVL memerlukan pemahaman yang lebih baik tentang penyebab LER dan alat baru untuk memitigasi masalah ini.

Salah satu strategi untuk mengurangi kesalahan dalam koreksi anti-etsa garis/ruang adalah melalui perakitan mandiri terarah (DSA), karena dapat memperbaiki cacat yang lebih kecil dari pitch. Gambar 9 menunjukkan prinsip kerja EUV+DSA. Salah satu anggota industri dari kelompok kerja memberikan studi kasus tentang kombinasi sinergis EUV, DSA, dan self-aligned double patterning (SADP) untuk pitch logam 18nm dan 21nm.

Singkatnya, poin-poin penting seputar fotoresist EUV adalah sebagai berikut: memperkecil ukuran unit memerlukan arsitektur proses baru, material perangkat baru, dan mengurangi jarak interkoneksi hingga 12nm. Jika hasil chip cukup tinggi, biaya chip semikonduktor EUVL terutama dibatasi oleh produktivitas (throughput). Hasil terutama ditentukan oleh variasi proses acak yang menyebabkan kesalahan penempatan tepi. Platform penahan oksida logam menunjukkan resolusi yang mengesankan dan kinerja cacat pada jarak yang sempit, sementara DSA secara mendasar meningkatkan variasi sistematis dan acak dalam photoresist.

Terakhir, para pelaku industri menekankan bahwa setiap perubahan proses saat ini memerlukan eksplorasi eksperimental, dengan kemampuan dan keahlian metrologi NIST yang memainkan peran penting dalam aktivitas ini. Secara khusus, ada empat subbagian utama dalam penyelidikan eksperimental perubahan proses:

(1) Evaluasi variasi proses di antara triliunan fitur, memerlukan metode throughput tinggi pada skala laboratorium, mungkin seperti perangkat pembangkitan harmonik tinggi (HHG) yang dibahas di Bagian 2.5.1.

(2) Pembentukan cacat acak secara kimiawi pada resistansi, yang merupakan alat yang sangat diperlukan yang dapat dilakukan dalam sumber sinkrotron, dibahas dalam Bagian 2.5.2.

(3) Deteksi perubahan proses pada setiap skala panjang dan semakin meningkat dalam 3D. Perhatikan bahwa hal ini dapat dicapai melalui teknik atom probe tomography (APT), yang dibahas di Bagian 2.5.3.

(4) Pada skala kecil ini, permukaan dan antarmuka mendominasi, dan antarmuka yang tajam tidak ada.

Ketika ditanya tentang prospek dan informasi yang diberikan industri kepada komunitas riset, NIST memberikan daftar tuntutannya. Untuk photoresist: (a) photoresist baru dengan bilangan kuantum lebih tinggi, (b) asal usul photoresist/fitur yang mendasari dan formasi cacat, (c) bentuk kimia dari cacat acak pada photoresist MOx, (d) strategi untuk mengurangi sampah photoresist, dan (e ) teknik pengembangan kering untuk pelapis antireflektif organik. Permintaan ini sangat penting karena transisi manufaktur EUVL dari NA rendah ke NA tinggi dan bahkan NA lebih tinggi, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 10.

Untuk koreksi, industri memerlukan: (a) koreksi pitch-independen untuk kekasaran dan cacat guna mempertahankan tata letak target, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 11, (b) molekul DSA baru dengan etsa kering selektivitas tinggi dan penetrasi selektif untuk material gas tinggi, (c ) Kopolimer blok ABC 3 ton, dan (d) kopolimer blok fungsional dan kuas (dapat dipola foto, dapat dihubungkan silang, dll.).

2.4.2. Cermin Kolektor EUV: Karakterisasi Ion Timah, Uap, dan Partikel

Penggunaan cahaya EUV untuk pembuatan pola menimbulkan banyak tantangan baru karena kuatnya penyerapan radiasi 13.5nm oleh sebagian besar material. Sebagai hasil dari interaksi material yang kuat ini, cermin digunakan sebagai pengganti lensa untuk menghasilkan dan memandu cahaya dalam ruang hampa. Cermin kolektor sumber plasma awal berbentuk cekung dan elips, dengan plasma dihasilkan pada fokus pertama. Pada fokus kedua atau menengah, cahaya plasma diarahkan ke alat eksposur (Gambar 12). Pencocokan panjang gelombang di seluruh wilayah pengumpulan dan filtrasi spektral inframerah adalah fitur utama cermin kolektor multilayer.

Selain itu, menghasilkan radiasi EUV dalam jumlah yang cukup sangatlah menantang, sehingga upaya harus dilakukan untuk memastikan bahwa cermin memiliki reflektifitas dan keseragaman spasial setinggi mungkin. Selain itu, reflektifitas cermin multilayer harus dijaga pada tingkat tinggi selama pengoperasian alat litografi. Proses litografi melibatkan pemaparan pola pada photoresist, yang menyimpan pola tersebut untuk diproses lebih lanjut (lihat 2.4.1). Radiasi EUV menyebabkan perubahan kimia pada photoresist, menghasilkan senyawa volatil yang dapat bermigrasi dan teradsorpsi ke permukaan melalui sistem vakum. Meskipun photoresist dapat mempengaruhi permukaan cermin, hal ini bukanlah masalah utama kontaminasi cermin. Anggota industri telah mengidentifikasi dua jenis puing utama yang berdampak pada cermin pengumpul: (1) puing langsung dari plasma, dengan panas dan momentum ditransfer ke gas penyangga H2 di sekitarnya; dan (2) fluks timah yang masuk ke pengumpul sebelum bertabrakan dengan permukaan apa pun, terdiri dari (i) ion penghenti, (ii) uap timah, dan (iii) partikel timah.

Saat ini, metode yang digunakan untuk melindungi cermin kolektor dari kerusakan serpihan adalah melalui aliran gas hidrogen. Gas penyangga gas hidrogen sekitar 100 Pa menyebabkan perlambatan ion. Hidrogen mengalir keluar dari kolektor, yang mengurangi laju pengendapan atom timah pada kolektor. Reaksi antara radikal hidrogen dan timah membentuk timah hidrida (SnH4), yang dapat dipompa keluar sesuai dengan reaksi yang ditunjukkan pada persamaan.

Tindakan pemompaan yang terjadi dalam wadah dengan pompa vakum menghilangkan gas panas dan uap timah, yang juga membantu melindungi cermin kolektor. Selain itu, perangkat keras internal mengumpulkan partikel. Industri ini telah melakukan penelitian tentang pembersihan cermin untuk mengatasi masalah kontaminasi. Upaya telah dilakukan di industri untuk meningkatkan umur cermin kolektor, terutama yang umurnya melebihi 6 bulan pada tahun 2021.

Meskipun ada kemajuan besar dalam melindungi cermin kolektor EUV, para pelaku industri telah menyatakan dua kebutuhan. Pertama, memahami "bagaimana foton dan bahan plasma berinteraksi dengan gas latar belakang, optik, dan permukaan plasma dalam sumber cahaya EUV". Kesenjangan pengetahuan mencakup plasma sekunder dan interaksinya, transportasi dan spektroskopi, fisika dan kimia dinding radiasi plasma, dan diagnostik plasma. Kedua, memahami “apa yang terjadi pada timah dan cara mengelolanya”. Kesenjangan pengetahuan di bidang ini mencakup kontaminasi timah, pembersihan radikal hidrogen pada timah, proses pembentukan hidrida timah, serta perpindahan panas dan massa serta kimia terkait, dan deteksi partikel kecil.

Bersambung...