Imec, el centro de investigación e innovación líder mundial en nanoelectrónica y tecnología digital, continúa avanzando en la preparación de la litografía EUV con un enfoque particular en la exposición única EUV de capas metálicas Logic N5, y de matrices de agujeros densos y agresivos. El enfoque de Imec para habilitar el patrón único EUV en estas dimensiones se basa en la optimización conjunta de varios habilitadores de litografía, incluyendo materiales, metrología, reglas de diseño, posprocesamiento y una comprensión fundamental de los procesos críticos de EUV. Los resultados, que se presentará en varios artículos en la Conferencia de Litografía Avanzada SPIE 2018 de esta semana, tienen como objetivo impactar significativamente la hoja de ruta tecnológica y el costo de la oblea de los nodos de tecnología a corto plazo para la lógica y la memoria.

Con la industria haciendo mejoras significativas en la preparación de la infraestructura EUV, Se espera la primera inserción de la litografía EUV en la fabricación de alto volumen en el metal crítico de final de línea y a través de las capas del nodo de tecnología N7 Logic de fundición. con pasos de metal en el rango de 36 a 40 nm. La investigación de Imec se centra en el siguiente nodo (paso de 32 nm e inferior), donde se están considerando varios enfoques de patrones. Estos enfoques varían considerablemente en términos de complejidad, costo de la oblea, y tiempo de ceder, e incluir variaciones del multipatrón EUV, EUV híbrido y multipatrón de inmersión, y exposición única EUV. En SPIE el año pasado, imec presentó muchos avances en multipatrón híbrido y reveló varios desafíos de la solución de exposición única EUV más rentable. Este año, imec y sus socios muestran un progreso considerable hacia la habilitación de estas dimensiones con exposición única EUV.

El camino de Imec comprende una co-optimización de varios habilitadores de litografía, incluyendo materiales resistentes, apilado y posprocesamiento, metrología, litografía computacional y co-optimización de tecnología de diseño, y una comprensión fundamental de los mecanismos de reacción de la resistencia EUV y de los efectos estocásticos. Basado en este enfoque integral, imec ha demostrado avances prometedores, incluidos los resultados eléctricos iniciales, sobre exposición única EUV centrándose en dos casos de uso principales:N5 lógica de 32 nm de paso de metal-2 capa y arreglos de orificios de contacto de paso de 36 nm.

Trabajando con sus numerosos socios de materiales, imec evaluó diferentes estrategias de materiales resistentes, incluyendo resistencias químicamente amplificadas, resistencias que contienen metales y resistencias a base de sensibilizadores. Se prestó especial atención a la rugosidad de la resistencia, y a nano-fallas como los nanopuentes, líneas discontinuas o contactos faltantes que son inducidos por el régimen de patrón estocástico EUV. Estos fallos estocásticos están limitando actualmente las dimensiones mínimas para EUV de exposición única. Basado en este trabajo, imec profundizó en la comprensión fundamental de la estocástica e identificó las dependencias principales que influyen en las fallas. Adicionalmente, Se han empleado varias técnicas de metrología y estrategias híbridas para garantizar una imagen precisa de la realidad de la estocástica. Imec informará sobre este trabajo colectivo, demostrando el rendimiento de varios resistencias de espacios de línea y orificios de contacto de última generación.

Como los avances en materiales resistentes por sí solos probablemente no serán suficientes para cumplir con los requisitos, imec también se ha centrado en la optimización conjunta de la fotomáscara, pila de películas, Exposiciones de EUV y grabado hacia un flujo de patrón integrado para lograr un patrón completo de las estructuras. Esto se hizo utilizando técnicas de litografía computacional como corrección de proximidad óptica y optimización de máscara de fuente, complementado con la co-optimización de la tecnología de diseño para reducir las áreas de celda de la biblioteca estándar. Finalmente, Las técnicas de posprocesamiento basadas en el grabado destinadas a suavizar las imágenes después de los pasos de litografía producen resultados alentadores para las características densas. La co-optimización de estas múltiples perillas es clave para lograr patrones optimizados y control de errores de colocación de bordes.

Greg McIntyre, El director de patrones avanzados en imec resume:

"Creemos que estos son avances muy prometedores para permitir que EUV logre patrones únicos de manera confiable en estas dimensiones agresivas. Esto afectaría significativamente la rentabilidad de las soluciones de patrones para los próximos nodos de tecnología".