imec, het toonaangevende onderzoeks- en innovatiecentrum op het gebied van nano-elektronica en digitale technologie, blijft de gereedheid van EUV-lithografie bevorderen, met bijzondere aandacht voor enkelvoudige EUV-belichting van Logic N5-metaallagen, en van agressieve dichte gatenreeksen. Imec's aanpak om EUV single-patroning op deze dimensies mogelijk te maken, is gebaseerd op de co-optimalisatie van verschillende lithografie-enablers, inclusief materialen, metrologie, ontwerp regels, nabewerking en een fundamenteel begrip van kritische EUV-processen. De resultaten, dat in meerdere papers zal worden gepresenteerd tijdens de SPIE Advanced Lithography Conference van deze week, zijn gericht op het aanzienlijk beïnvloeden van de technologische roadmap en waferkosten van technologieknooppunten op korte termijn voor logica en geheugen.

Nu de industrie aanzienlijke verbeteringen aanbrengt in de gereedheid van de EUV-infrastructuur, de eerste invoeging van EUV-lithografie in grootschalige productie wordt verwacht in het kritieke back-end-of-line metaal en via lagen van de gieterij N7 Logic-technologieknooppunt, met metalen pitches in het bereik van 36-40nm. Imec's onderzoek richt zich op het volgende knooppunt (32nm pitch en lager), waar verschillende patroonvormende benaderingen worden overwogen. Deze benaderingen variëren aanzienlijk in termen van complexiteit, wafeltje kosten, en tijd om op te geven, en omvatten variaties van EUV-multipatterning, hybride EUV en immersie multipatterning, en EUV enkele belichting. Bij SPIE vorig jaar, imec presenteerde veel vooruitgang in hybride multipatterning en onthulde verschillende uitdagingen van de meer kosteneffectieve EUV-oplossing voor enkelvoudige belichting. Dit jaar, imec en zijn partners laten aanzienlijke vooruitgang zien in het mogelijk maken van deze dimensies met eenmalige EUV-blootstelling.

Imec's pad omvat een co-optimalisatie van verschillende lithografie-enablers, inclusief resistente materialen, stapelen en nabewerken, metrologie, computationele litho en ontwerp-technologie co-optimalisatie, en een fundamenteel begrip van EUV-resistreactiemechanismen en van stochastische effecten. Op basis van deze integrale aanpak imec heeft veelbelovende vorderingen aangetoond, waaronder eerste elektrische resultaten, op enkelvoudige EUV-belichting gericht op twee primaire gebruiksgevallen:logische N5 32nm pitch metal-2 layer en 36nm pitch contactgatarrays.

Door samen te werken met zijn vele materiaalpartners, imec beoordeelde verschillende strategieën voor resistmaterialen, inclusief chemisch versterkte resists, metaalbevattende resists en op sensibilisator gebaseerde resists. Bijzondere aandacht werd besteed aan de weerstandsruwheid, en voor nanostoringen zoals nanobruggen, onderbroken lijnen of ontbrekende contacten die worden veroorzaakt door het stochastische EUV-patroonregime. Deze stochastische storingen beperken momenteel de minimumafmetingen voor EUV met een enkele blootstelling. Op basis van dit werk, imec verdiepte zich in het fundamentele begrip van stochastiek en identificeerde de belangrijkste afhankelijkheden die mislukkingen beïnvloeden. Aanvullend, verschillende metrologische technieken en hybride strategieën zijn gebruikt om een ​​nauwkeurig beeld te krijgen van de realiteit van de stochastiek. Imec zal verslag uitbrengen over dit collectieve werk, het demonstreren van de prestaties van verschillende state-of-the-art lijnruimte- en contactgatweerstanden.

Aangezien de vooruitgang van resistente materialen alleen waarschijnlijk niet voldoende zal zijn om aan de vereisten te voldoen, imec heeft zich ook gericht op het co-optimaliseren van het fotomasker, filmstapel, EUV-blootstelling en etsen naar een geïntegreerde patroonstroom om volledige patronen van de structuren te bereiken. Dit werd gedaan met behulp van computationele lithografietechnieken zoals optische nabijheidscorrectie en bronmaskeroptimalisatie, aangevuld met co-optimalisatie van ontwerptechnologie om standaardbibliotheekcelgebieden te verminderen. Eindelijk, Op etsen gebaseerde nabewerkingstechnieken die gericht zijn op het gladmaken van de afbeeldingen na de lithografiestappen, leveren bemoedigende resultaten op voor dichte kenmerken. Co-optimalisatie van deze meerdere knoppen is de sleutel tot het bereiken van geoptimaliseerde patronen en foutcontrole bij het plaatsen van randen.

Greg McIntyre, Director of advanced patterning bij imec vat het samen:

"We zijn van mening dat dit veelbelovende ontwikkelingen zijn om EUV in staat te stellen op betrouwbare wijze single patterning te realiseren bij deze agressieve dimensies. Dit zou een aanzienlijke impact hebben op de kosteneffectiviteit van patroonoplossingen voor de volgende paar technologieknooppunten."