Verimi etkileyen ana süreç değişikliği kenar yerleştirme hatasıdır (EPE). Bu, fotodirenç desenlerinin kenarlarında ve yan duvarlarında beklenmeyen nano ölçekli düzensizlikler görüntülendiğinde meydana gelir. Bu düzensizlikler rastgeledir ve halk dilinde çizgi kenarı pürüzlülüğü (LER) olarak adlandırılır. Cihaz boyutları küçülmeye devam ettikçe, LER yapaylıkları boyut kontrolünü ciddi şekilde etkileyebilir ve rastgele LER dalgalanmalarının genliği, devre modeli toleranslarıyla rekabet etmeye başlar. LER kontrolü, cihaz performansını ve üretim verimini artırmak için kritik öneme sahiptir. LER, litografi ve aşındırma adımlarındaki hataların yanı sıra fotorezist kimyasındaki nano ölçekli değişiklikler de dahil olmak üzere işleme akışındaki birçok faktörden kaynaklanabilir. Bu nedenle EUVL endüstrisinin LER'in nedenlerini daha iyi anlamasına ve bu sorunları hafifletecek yeni araçlara ihtiyacı var.

Çizgi/boşluk aşındırma önleme düzeltmesindeki hataları azaltmaya yönelik bir strateji, aralıktan daha küçük kusurları düzeltebildiği için yönlendirilmiş kendi kendine montaj (DSA) yoluyladır. Şekil 9 EUV+DSA'nın çalışma prensibini göstermektedir. Çalışma grubunun sektörden bir üyesi, 18 nm ve 21 nm metal aralıkları için EUV, DSA ve kendinden hizalı çift desenlemenin (SADP) sinerjik kombinasyonu üzerine bir vaka çalışması sundu.

Özetle, EUV fotorezistini çevreleyen kilit noktalar şu şekildedir: birim boyutunun küçültülmesi, yeni süreç mimarileri, yeni cihaz malzemeleri ve ara bağlantı aralığının 12 nm'ye düşürülmesini gerektirir. Çip verimi yeterince yüksekse, EUVL yarı iletken çiplerin maliyeti öncelikle üretkenlik (verim) ile sınırlıdır. Verim esas olarak kenar yerleştirme hatalarına neden olan rastgele süreç değişimleriyle belirlenir. Metal oksit direnç platformu, dar aralıklarda etkileyici çözünürlük ve kusur performansı sergilerken DSA, fotorezistteki sistematik ve rastgele varyasyonları temel olarak geliştirir.

Son olarak sektör katılımcıları, NIST'in metroloji yeteneklerinin ve uzmanlığının bu faaliyetlerde kritik bir rol oynadığı her süreç değişikliğinin şu anda deneysel araştırma gerektirdiğini vurguluyor. Spesifik olarak, süreç değişikliklerinin deneysel olarak incelenmesinin dört ana alt bölümü vardır:

(1) Muhtemelen Bölüm 2.5.1'de tartışılan yüksek harmonik üretim (HHG) cihazları gibi, laboratuvar ölçeğinde yüksek verimli yöntemler gerektiren trilyonlarca özellik arasındaki süreç varyasyonlarının değerlendirilmesi.

(2) Bir sinkrotron kaynağında gerçekleştirilebilecek vazgeçilmez bir araç olan dirençlerde rastgele kusurların kimyasal oluşumu, Bölüm 2.5.2'de tartışılmıştır.

(3) Proses değişikliklerinin her uzunluk ölçeğinde ve giderek daha fazla 3 boyutlu olarak algılanması. Bunun Bölüm 2.5.3'te tartışılan atom prob tomografisi (APT) teknikleri yoluyla gerçekleştirilebileceğini unutmayın.

(4) Bu küçük uzunluk ölçeklerinde yüzeyler ve arayüzeyler hakimdir ve keskin arayüzler mevcut değildir.

Görünüm ve endüstrinin araştırma topluluğuna sağladığı bilgi sorulduğunda NIST bir talep listesi sunuyor. Fotorezistler için: (a) daha yüksek kuantum sayılarına sahip yeni fotorezistler, (b) fotorezistin/temel özelliğin kökenleri ve kusur oluşumları, (c) MOx fotorezistlerdeki rastgele kusurların kimyasal formları, (d) fotorezist köpüğün azaltılmasına yönelik stratejiler ve (e) ) organik yansıma önleyici kaplamalar için kuru geliştirme teknikleri. Şekil 10'da gösterildiği gibi EUVL üretimi düşük NA'dan yüksek NA'ya ve hatta daha yüksek NA'ya geçiş yaptığından bu talep özellikle önemlidir.

Düzeltme için endüstri şunları talep eder: (a) Şekil 11'de gösterildiği gibi hedef yerleşimini korumak amacıyla pürüzlülük ve kusurlar için adımdan bağımsız düzeltme, (b) yüksek seçiciliğe sahip kuru aşındırma ve yüksek gazlı malzemeler için seçici penetrasyona sahip yeni DSA molekülleri, (c) ) 3 tonluk ABC blok kopolimerleri ve (d) fonksiyonel blok kopolimerleri ve fırçalar (foto-desenlenebilir, çapraz bağlanabilir, vb.).

2.4.2. EUV Toplayıcı Aynaları: Kalay İyonu, Buhar ve Parçacık Karakterizasyonu

Desenleme için EUV ışığının kullanılması, 13.5 nm radyasyonun çoğu malzeme tarafından güçlü bir şekilde emilmesi nedeniyle birçok yeni zorluğu beraberinde getirir. Bu güçlü malzeme etkileşiminin bir sonucu olarak, ışığı boşlukta üretmek ve yönlendirmek için mercekler yerine aynalar kullanılıyor. Başlangıçtaki plazma kaynağı toplayıcı aynaları içbükey ve elipsoidal bir şekle sahiptir ve plazma ilk odakta üretilir. İkinci veya ara odakta plazma ışığı pozlama aracına doğru yönlendirilir (Şekil 12). Tüm toplama bölgesi boyunca dalga boyu uyumu ve kızılötesi spektral filtreleme, çok katmanlı toplayıcı aynaların temel özellikleridir.

Ayrıca, yeterli miktarda EUV radyasyonu üretmek son derece zordur, bu nedenle aynaların mümkün olan en yüksek yansıtma ve mekansal tekdüzeliğe sahip olmasını sağlamak için çaba sarf edilmelidir. Ayrıca litografi aletinin çalışması sırasında çok katmanlı aynaların yansıtma özelliğinin yüksek seviyede tutulması gerekmektedir. Litografi işlemi, desenleri daha sonraki işlemler için saklayan bir fotorezist üzerinde desenlerin açığa çıkarılmasını içerir (bkz. 2.4.1). EUV radyasyonu fotorezistte kimyasal değişikliklere neden olur ve bu da vakum sistemi aracılığıyla yüzeylere göç edebilen ve yüzeylere adsorbe olabilen uçucu bileşiklerle sonuçlanır. Fotorezist ayna yüzeyini etkileyebilse de ayna kirliliğinin asıl nedeni bu değildir. Endüstri üyeleri, toplama aynalarını etkileyen iki ana döküntü tipini tanımlamıştır: (1) çevredeki tampon gaz H2'ye aktarılan ısı ve momentum ile doğrudan plazmadan gelen döküntüler; ve (2) (i) durdurucu iyonlardan, (ii) kalay buharından ve (iii) kalay parçacıklarından oluşan, herhangi bir yüzeyle çarpışmadan önce toplayıcıya giren kalay akışı.

Şu anda, toplayıcı aynayı enkaz hasarından korumak için kullanılan yöntem, hidrojen gazı akışıdır. Yaklaşık 100 Pa'daki bir hidrojen gazı tampon gazı iyonun yavaşlamasına neden olur. Hidrojen toplayıcıdan dışarı akar ve bu da atomik kalayın toplayıcı üzerinde birikme oranını azaltır. Hidrojen radikalleri ile kalay arasındaki reaksiyon, denklemde gösterilen reaksiyona göre pompalanarak uzaklaştırılabilen kalay hidrürü (SnH4) oluşturur.

Vakum pompalı bir kapta meydana gelen pompalama hareketi, termal gazları ve kalay buharını giderir ve bu aynı zamanda kolektör aynasının korunmasına da yardımcı olur. Ek olarak dahili donanım parçacıkları toplar. Endüstri, kirlenme sorunlarını gidermek için aynaların temizlenmesi konusunda araştırmalar yürütmüştür. Özellikle 6 yılında 2021 ayı aşan kullanım ömrüne sahip kollektör aynalarının ömrünün uzatılması için sektörde çalışmalar yapılıyor.

EUV toplayıcı aynalarının korunmasındaki önemli gelişmelere rağmen sektör üyeleri iki ihtiyacı dile getirdi. İlk olarak, "fotonların ve plazma malzemelerinin bir EUV ışık kaynağında arka plandaki gazlar, optikler ve plazma yüzeyleriyle nasıl etkileşime girdiğini" anlamak. Bilgi boşlukları arasında ikincil plazma ve etkileşimleri, taşıma ve spektroskopi, plazma radyasyon duvarı fiziği ve kimyası ve plazma teşhisleri yer alır. İkincisi, "kalayına ne olacağını ve nasıl yönetileceğini" anlamak. Bu alandaki bilgi boşlukları arasında kalay kirlenmesi, kalaydaki hidrojen radikal temizliği, kalay hidrit oluşum süreçlerinin yanı sıra ilgili termal ve kütle transferi ve kimyası ile küçük parçacıkların tespiti yer almaktadır.

Devam edecek...