Imec, le pôle mondial de recherche et d'innovation en nanoélectronique et numérique, continue de faire progresser la préparation de la lithographie EUV avec un accent particulier sur l'exposition unique EUV des couches métalliques Logic N5, et de réseaux de trous denses agressifs. L'approche d'Imec pour permettre la structuration unique EUV à ces dimensions est basée sur la co-optimisation de divers facilitateurs de lithographie, y compris les matériaux, métrologie, règles de conception, post-traitement et une compréhension fondamentale des processus critiques EUV. Les résultats, qui sera présenté dans plusieurs articles lors de la conférence SPIE Advanced Lithography 2018 de cette semaine, visent à avoir un impact significatif sur la feuille de route technologique et le coût des tranches de nœuds technologiques à court terme pour la logique et la mémoire.

Avec l'industrie apportant des améliorations significatives dans la préparation de l'infrastructure EUV, la première insertion de la lithographie EUV dans la fabrication à grand volume est attendue dans le métal critique de fin de ligne et via les couches du nœud technologique de fonderie N7 Logic, avec des pas de métal dans la plage de 36 à 40 nm. Les recherches d'Imec se concentrent sur le nœud suivant (pas de 32 nm et moins), où diverses approches de structuration sont envisagées. Ces approches varient considérablement en termes de complexité, coût de la plaquette, et le temps de céder, et inclure des variantes de multi-modèles EUV, multipatterning hybride EUV et immersion, et EUV exposition unique. Chez SPIE l'année dernière, imec a présenté de nombreuses avancées en matière de multi-modèles hybrides et a révélé divers défis liés à la solution d'exposition unique EUV la plus rentable. Cette année, imec et ses partenaires montrent des progrès considérables vers l'activation de ces dimensions avec une exposition unique EUV.

Le chemin d'Imec comprend une co-optimisation de divers catalyseurs de lithographie, y compris résister aux matériaux, pile et post-traitement, métrologie, la litho computationnelle et la co-optimisation design-technologie, et une compréhension fondamentale des mécanismes de réaction de résistance aux EUV et des effets stochastiques. Sur la base de cette approche globale, imec a démontré des avancées prometteuses, notamment des résultats électriques initiaux, sur l'exposition unique EUV en se concentrant sur deux cas d'utilisation principaux :la couche logique N5 au pas de 32 nm et les matrices de trous de contact au pas de 36 nm.

En collaboration avec ses nombreux partenaires matériaux, imec a évalué différentes stratégies de matériaux résistants, y compris les résists chimiquement amplifiés, les résists contenant du métal et les résists à base de sensibilisateur. Une attention particulière a été portée à la rugosité de la résistance, et aux nano-défaillances telles que les nanoponts, lignes brisées ou contacts manquants induits par le régime de structuration stochastique EUV. Ces défaillances stochastiques limitent actuellement les dimensions minimales pour les EUV à exposition unique. Sur la base de ce travail, imec s'est penché sur la compréhension fondamentale de la stochastique et a identifié les principales dépendances influençant les échecs. En outre, diverses techniques de métrologie et stratégies hybrides ont été employées pour assurer une image précise de la réalité de la stochastique. Imec rendra compte de ce travail collectif, démontrant les performances de diverses résines d'espacement de ligne et de trous de contact à la pointe de la technologie.

Étant donné que les progrès des matériaux résistants à eux seuls seront probablement insuffisants pour répondre aux exigences, imec s'est également concentré sur la co-optimisation du photomasque, pile de films, Expositions EUV et gravure vers un flux de structuration intégré pour obtenir une structuration complète des structures. Cela a été fait en utilisant des techniques de lithographie informatique telles que la correction de proximité optique et l'optimisation du masque de source, complété par une co-optimisation de la conception et de la technologie pour réduire les zones de cellules de bibliothèque standard. Finalement, Les techniques de post-traitement basées sur la gravure visant à lisser les images après les étapes de lithographie donnent des résultats encourageants pour les caractéristiques denses. La co-optimisation de ces multiples boutons est essentielle pour obtenir un contrôle optimisé des erreurs de structuration et de placement des bords.

Greg McIntyre, Le directeur de la structuration avancée chez imec résume :

« Nous pensons qu'il s'agit d'avancées très prometteuses pour permettre à l'EUV d'obtenir de manière fiable une modélisation unique à ces dimensions agressives. Cela aurait un impact significatif sur la rentabilité des solutions de modélisation pour les prochains nœuds technologiques.