高數值孔徑EUV光刻的挑戰

歐洲研究機構imec正在詳細介紹首個0.55高數值孔徑(NA)極紫外(EUV)光刻工具的開發。

 

這些內容是在2022 SPIE 高級光刻和圖案化會議上進行的,來自 imec 和荷蘭設備制造商 ASML 運營的聯合高 NA 實驗室。

 

雖然傳統 NA 已使 3nm 生產超越 2nm 制造工藝技術,但需要轉向高 NA 設備。這反過來將需要在屏蔽抗蝕劑和底層材料、光掩模技術和計量方面取得進步。

 

高數值孔徑EUV光刻的挑戰的圖1


 

過去五年來,兩家公司一直在技術上合作:ASML、imec 將 EUV 光刻技術提升到高數值孔徑。“imec 正在與 ASML 合作開發高NA 技術,因為 ASML 正在構建其第一臺原型 0.55NAEUV 光刻掃描儀 EXE:5000,”imec 首席執行官 Luc Van den Hove 說。 

 

“與目前的 0.33NA EUV 光刻相比,高 NA EUV 光刻預計將打印超過 2nm 邏輯芯片所需的最關鍵特征,并且圖案化步驟更少。我們的職責是與全球圖案化生態系統緊密合作,確保及時提供先進的抗蝕材料、光掩模、計量技術、成像策略和圖案化技術——充分受益于高NA EUV光刻機提供的分辨率增益。”他說。

 

高數值孔徑 EUV papers

imec 為今年的 SPIE 高級光刻會議撰寫或共同撰寫了 12 篇論文。
 
三篇論文涉及用于降低圖案粗糙度和缺陷的工藝和材料。實現這一目標的方法之一是部署更薄的抗蝕劑。imec 將線邊緣粗糙度 (LER) 確定為使用薄抗蝕劑膜圖案化線/空間的最關鍵參數之一,并探索照明角度和掩模調節的作用以減輕這種情況。imec 還介紹了金屬氧化物抗蝕劑的使用以及旨在防止隨機印刷失敗的圖案和蝕刻方案。
 
低于 10nm 的特征尺寸和 20nm及以下的抗蝕劑薄膜也為高通量計量提出了新問題。
 
其中一些包括降低掃描電子顯微鏡 (SEM) 對比度以及圖像分辨率。其中一種方法是使用人工智能進行降噪。其他包括采用像差校正的 SEM 和掃描探針計量。imec 正在為這些領域的六篇論文做出貢獻。
 
EUV 掩模挑戰

高 NA EUV 也存在特定于掩模的挑戰。imec 高級圖案化項目總監 Kurt Ronse 表示,IMEC 的模擬研究表明,掩模缺陷的影響將越來越大,這表明掩模設計規則需要變得更加嚴格。
 
“這些發現使我們能夠確定高 NAEUV 光刻的掩模規格。此外,我們與 ASML 和我們的材料供應商一起,探索用于承載圖案的掩模吸收器的新型材料和架構。”Ronse 說。

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