Główną zmianą procesu wpływającą na wydajność jest błąd rozmieszczenia krawędzi (EPE). Dzieje się tak, gdy na krawędziach i ścianach bocznych wzorów fotorezystu pojawiają się nieoczekiwane nieregularności w nanoskali. Nieregularności te mają charakter losowy i potocznie określane są mianem chropowatości krawędzi liniowej (LER). W miarę ciągłego zmniejszania się rozmiarów urządzeń artefakty LER mogą poważnie wpływać na kontrolę wymiarową, a amplituda przypadkowych wahań LER zaczyna konkurować z tolerancjami układu obwodów. Kontrola LER ma kluczowe znaczenie dla poprawy wydajności urządzenia i przepustowości produkcji. Przyczyną LER może być wiele czynników w procesie przetwarzania, w tym błędy w litografii i etapach trawienia, a także różnice w chemii fotomaski w skali nano. Dlatego branża EUVL potrzebuje lepszego zrozumienia przyczyn LER i nowych narzędzi łagodzących te problemy.

Jedną ze strategii ograniczania błędów w korekcji antytrawienia linii/przestrzeni jest ukierunkowana samoorganizacja (DSA), ponieważ może ona naprawić defekty mniejsze niż podziałka. Rysunek 9 przedstawia zasadę działania EUV+DSA. Członek grupy roboczej z branży przedstawił studium przypadku dotyczące synergistycznego połączenia EUV, DSA i samonastawnego podwójnego wzornictwa (SADP) dla skoków metali 18 nm i 21 nm.

Podsumowując, kluczowe punkty dotyczące fotorezystu EUV są następujące: zmniejszanie rozmiaru jednostki wymaga nowatorskiej architektury procesu, nowatorskich materiałów na urządzenia i zmniejszenia odstępów między sobą do 12 nm. Jeśli wydajność chipów jest wystarczająco wysoka, koszt chipów półprzewodnikowych EUVL jest ograniczony przede wszystkim wydajnością (przepustowością). Wydajność zależy głównie od przypadkowych zmian w procesie, które powodują błędy w rozmieszczeniu krawędzi. Platforma fotomaski z tlenku metalu charakteryzuje się imponującą rozdzielczością i wydajnością defektów przy małych odstępach czasu, podczas gdy DSA zasadniczo poprawia systematyczne i losowe zmiany fotorezystu.

Na koniec uczestnicy branży podkreślają, że każda zmiana procesu wymaga obecnie badań eksperymentalnych, przy czym możliwości i wiedza specjalistyczna NIST w zakresie metrologii odgrywają kluczową rolę w tych działaniach. W szczególności istnieją cztery główne części eksperymentalnego sondowania zmian procesu:

(1) Ocena zmienności procesu wśród bilionów cech, wymagająca metod o wysokiej przepustowości w skali laboratoryjnej, prawdopodobnie takich jak urządzenia generujące wysokie harmoniczne (HHG) omówione w części 2.5.1.

(2) Chemiczne powstawanie przypadkowych defektów w rezystorach, co jest niezbędnym narzędziem, które można wykonać w źródle synchrotronowym, omówionym w podrozdziale 2.5.2.

(3) Wykrywanie zmian procesu w każdej skali długości i coraz częściej w 3D. Należy zauważyć, że można to osiągnąć za pomocą technik tomografii z sondą atomową (APT), omówionych w Części 2.5.3.

(4) Przy tych małych skalach dominują powierzchnie i granice międzyfazowe, a ostre interfejsy nie istnieją.

Zapytany o perspektywy i perspektywy, jakie przemysł informacyjny zapewnia społeczności badawczej, NIST przedstawia listę żądań. W przypadku fotorezystu: (a) nowatorskie fotomaski o wyższych liczbach kwantowych, (b) pochodzenie fotomaski/podstawowych cech i formacji defektów, (c) formy chemiczne przypadkowych defektów w fotomaskach MOx, (d) strategie łagodzenia szumowiny fotorezystu oraz (e ) techniki wywoływania na sucho organicznych powłok przeciwodblaskowych. Zapotrzebowanie to jest szczególnie ważne, ponieważ produkcja EUVL przechodzi z niskiego NA do wysokiego NA, a nawet wyższego NA, jak pokazano na rysunku 10.

W celu korekcji przemysł wymaga: (a) niezależnej od wysokości korekcji chropowatości i defektów w celu zachowania układu docelowego, jak pokazano na rysunku 11, (b) nowych cząsteczek DSA o wysokiej selektywności trawienia na sucho i selektywnej penetracji materiałów o wysokiej zawartości gazu, (c ) 3-tonowe kopolimery blokowe ABC oraz d) funkcjonalne kopolimery blokowe i szczotki (fotomodelujące, sieciowalne itp.).

2.4.2. Lustra zbierające EUV: charakterystyka jonów cyny, par i cząstek

Wykorzystanie światła EUV do modelowania stwarza wiele nowych wyzwań ze względu na silną absorpcję promieniowania 13.5 nm przez większość materiałów. W wyniku tej silnej interakcji materiałów, zamiast soczewek, do generowania i kierowania światła w próżni wykorzystywane są lustra. Początkowe zwierciadła kolektorów źródła plazmy mają kształt wklęsły i elipsoidalny, a plazma jest generowana w pierwszym ognisku. Przy drugim lub pośrednim ognisku światło plazmy kierowane jest w stronę narzędzia naświetlającego (Rysunek 12). Dopasowanie długości fali w całym obszarze zbierania i filtracja widma w podczerwieni to kluczowe cechy wielowarstwowych zwierciadeł kolektorów.

Ponadto wygenerowanie wystarczającej ilości promieniowania EUV jest niezwykle trudne, dlatego należy poczynić wysiłki, aby zapewnić zwierciadłom możliwie najwyższy współczynnik odbicia i jednorodność przestrzenną. Ponadto współczynnik odbicia zwierciadeł wielowarstwowych musi być utrzymywany na wysokim poziomie podczas pracy narzędzia litograficznego. Proces litografii polega na naświetlaniu wzorów na fotomasce, która przechowuje wzór do dalszej obróbki (patrz 2.4.1). Promieniowanie EUV powoduje zmiany chemiczne w fotomasce, w wyniku czego powstają lotne związki, które mogą migrować i adsorbować na powierzchniach poprzez system próżniowy. Chociaż fotomaska ​​może wpływać na powierzchnię lustra, nie jest to główny problem zanieczyszczenia lustra. Przedstawiciele branży zidentyfikowali dwa główne typy zanieczyszczeń, które wpływają na zwierciadła zbierające: (1) odpady bezpośrednio z plazmy, z ciepłem i pędem przenoszonymi do otaczającego gazu buforowego H2; oraz (2) strumień cyny wchodzący do kolektora przed zderzeniem z jakąkolwiek powierzchnią, składający się z (i) jonów zatrzymujących, (ii) par cyny i (iii) cząstek cyny.

Obecnie stosowaną metodą ochrony zwierciadła kolektora przed uszkodzeniem przez zanieczyszczenia jest przepływ gazowego wodoru. Gaz buforowy w postaci wodoru pod ciśnieniem około 100 Pa powoduje spowolnienie jonów. Wodór wypływa z kolektora, co zmniejsza szybkość osadzania się cyny atomowej na kolektorze. W wyniku reakcji rodników wodorowych z cyną powstaje wodorek cyny (SnH4), który można odpompować zgodnie z reakcją przedstawioną w równaniu.

Działanie pompujące występujące w pojemniku z pompą próżniową usuwa gazy termiczne i opary cyny, co pomaga również chronić lustro kolektora. Dodatkowo wewnętrzny sprzęt zbiera cząstki. W branży przeprowadzono badania dotyczące czyszczenia lusterek w celu rozwiązania problemów związanych z zanieczyszczeniem. W branży podjęto wysiłki, aby poprawić żywotność lusterek kolekcjonerskich, zwłaszcza jeśli w 6 r. ich żywotność przekroczy 2021 miesięcy.

Pomimo znacznych ulepszeń w zakresie ochrony lusterek kolektorów EUV, przedstawiciele branży wyrazili dwie potrzeby. Po pierwsze, zrozumienie „w jaki sposób fotony i materiały plazmowe oddziałują z gazami tła, optyką i powierzchniami plazmy w źródle światła EUV”. Luki w wiedzy obejmują plazmę wtórną i jej interakcje, transport i spektroskopię, fizykę i chemię ścian promieniowania plazmowego oraz diagnostykę plazmy. Po drugie, zrozumienie „co dzieje się z cyną i jak sobie z tym poradzić”. Luki w wiedzy w tej dziedzinie obejmują zanieczyszczenie cyną, oczyszczanie cyny przez rodniki wodorowe, procesy tworzenia wodorku cyny, a także powiązany transfer termiczny i masy oraz chemię, a także wykrywanie małych cząstek.

Ciąg dalszy nastąpi...