Основным изменением процесса, влияющим на урожайность, является ошибка размещения кромки (EPE). Это происходит, когда на краях и боковых стенках рисунков фоторезиста появляются неожиданные наноразмерные неровности. Эти неровности носят случайный характер и в просторечии называются шероховатостью линии края (LER). Поскольку размеры устройств продолжают уменьшаться, артефакты LER могут серьезно повлиять на контроль размеров, а амплитуда случайных колебаний LER начинает конкурировать с допусками схемы схемы. Управление LER имеет решающее значение для повышения производительности устройств и производительности производства. LER может быть вызван многими факторами в процессе обработки, включая ошибки на этапах литографии и травления, а также наномасштабные изменения в химии фоторезиста. Таким образом, отрасль EUVL нуждается в лучшем понимании причин LER и новых инструментах для смягчения этих проблем.

Одной из стратегий уменьшения ошибок при коррекции против травления линий/пространств является направленная самосборка (DSA), поскольку она позволяет устранять дефекты размером меньше шага. На рисунке 9 показан принцип работы EUV+DSA. Отраслевой член рабочей группы представил тематическое исследование синергетического сочетания EUV, DSA и самовыравнивающегося двойного рисунка (SADP) для металлических шагов 18 и 21 нм.

Подводя итог, можно сказать, что ключевые моменты, связанные с фоторезистом EUV, заключаются в следующем: уменьшение размера устройства требует новой архитектуры процесса, новых материалов для устройств и уменьшения расстояния между межсоединениями до 12 нм. Если выход чипов достаточно высок, стоимость полупроводниковых чипов EUVL в первую очередь ограничивается производительностью (пропускной способностью). Выход в основном определяется случайными изменениями процесса, которые вызывают ошибки размещения кромок. Платформа металлооксидного резиста демонстрирует впечатляющее разрешение и производительность по устранению дефектов при малых шагах, а DSA существенно улучшает систематические и случайные изменения фоторезиста.

Наконец, участники отрасли подчеркивают, что каждое изменение процесса в настоящее время требует экспериментального исследования, причем метрологические возможности и опыт NIST играют решающую роль в этой деятельности. В частности, существует четыре основных подразделения экспериментального исследования изменений процесса:

(1) Оценка вариаций процесса среди триллионов функций, требующая высокопроизводительных методов в лабораторном масштабе, возможно, таких как устройства генерации высоких гармоник (HHG), обсуждаемые в разделе 2.5.1.

(2) Химическое образование случайных дефектов в резистах, являющееся незаменимым инструментом, который можно осуществить в синхротронном источнике, обсуждается в разделе 2.5.2.

(3) Обнаружение изменений процесса на любом масштабе и все чаще в 3D. Обратите внимание, что этого можно достичь с помощью методов атомно-зондовой томографии (АТТ), обсуждаемых в разделе 2.5.3.

(4) На этих малых масштабах длины преобладают поверхности и границы раздела, а резких границ раздела не существует.

На вопрос о перспективах и информации, которую индустрия предоставляет исследовательскому сообществу, NIST предоставляет список требований. Для фоторезистов: (а) новые фоторезисты с более высокими квантовыми числами, (б) происхождение фоторезиста/основных особенностей и дефектов, (в) химические формы случайных дефектов в фоторезистах MOx, (г) стратегии уменьшения накипи фоторезиста и (д) ) методы сухой проявки органических просветляющих покрытий. Этот спрос особенно важен, поскольку производство EUVL переходит от низкой NA к высокой NA и даже к более высокой NA, как показано на рисунке 10.

Для коррекции промышленность требует: (a) независимую от шага коррекцию шероховатости и дефектов для сохранения расположения мишени, как показано на рисунке 11, (b) новые молекулы DSA с высокой селективностью сухого травления и селективным проникновением для материалов с высоким содержанием газа, (c ) 3-тонные блок-сополимеры ABC и (d) функциональные блок-сополимеры и щетки (с фоторисуном, сшиваемые и т. д.).

2.4.2. Зеркала-коллекторы EUV: определение характеристик ионов олова, паров и частиц

Использование EUV-излучения для создания рисунков порождает множество новых проблем из-за сильного поглощения излучения с длиной волны 13.5 нм большинством материалов. В результате такого сильного взаимодействия материалов вместо линз используются зеркала для генерации и направления света в вакууме. Исходные зеркала коллектора источника плазмы имеют вогнутую эллипсоидальную форму, плазма генерируется в первом фокусе. Во втором или промежуточном фокусе плазменный свет направляется на экспонирующий инструмент (рис. 12). Согласование длин волн по всей области сбора и инфракрасная спектральная фильтрация являются ключевыми особенностями многослойных коллекторных зеркал.

Кроме того, генерирование достаточного количества EUV-излучения чрезвычайно сложно, поэтому необходимо приложить усилия, чтобы зеркала имели максимально возможную отражательную способность и пространственную однородность. Кроме того, отражательная способность многослойных зеркал должна поддерживаться на высоком уровне во время работы литографического инструмента. Процесс литографии включает экспонирование рисунка на фоторезисте, который сохраняет рисунок для дальнейшей обработки (см. 2.4.1). EUV-излучение вызывает химические изменения в фоторезисте, в результате чего образуются летучие соединения, которые могут мигрировать и адсорбироваться на поверхностях через вакуумную систему. Хотя фоторезист может повредить поверхность зеркала, это не является основной причиной загрязнения зеркала. Представители отрасли определили два основных типа мусора, которые воздействуют на собирающие зеркала: (1) мусор непосредственно из плазмы, при этом тепло и импульс передаются окружающему буферному газу H2; и (2) поток олова, поступающий в коллектор перед столкновением с любой поверхностью, состоящий из (i) останавливающих ионов, (ii) паров олова и (iii) частиц олова.

В настоящее время для защиты зеркала коллектора от повреждения мусором используется поток газообразного водорода. Буферный газ водород при давлении около 100 Па вызывает замедление ионов. Водород вытекает из коллектора, что снижает скорость осаждения атомарного олова на коллекторе. В результате реакции водородных радикалов с оловом образуется гидрид олова (SnH4), который можно откачать по реакции, представленной уравнением.

Откачивающее действие, происходящее в контейнере с вакуумным насосом, удаляет тепловые газы и пары олова, что также помогает защитить зеркало коллектора. Кроме того, внутреннее оборудование собирает частицы. Промышленность провела исследование по очистке зеркал для решения проблем загрязнения. В отрасли были предприняты усилия по увеличению срока службы коллекционных зеркал, особенно если в 6 году срок службы превысит 2021 месяцев.

Несмотря на существенные улучшения в защите коллекторных зеркал EUV, представители отрасли выразили две потребности. Во-первых, понимание того, «как фотоны и плазменные материалы взаимодействуют с фоновыми газами, оптикой и плазменными поверхностями в источнике EUV-света». Пробелы в знаниях включают вторичную плазму и ее взаимодействия, транспорт и спектроскопию, физику и химию радиационной стенки плазмы, а также диагностику плазмы. Во-вторых, понимание того, «что происходит с жестью и как с этим справиться». Пробелы в знаниях в этой области включают загрязнение оловом, радикальную очистку олова водородом, процессы образования гидрида олова, а также связанный с ним термический и массоперенос и химию, а также обнаружение мелких частиц.

Продолжение следует...