Содержание
Imec показала способ ускорить EUV-литографию на этапе post-exposure bake (PEB): если поднять концентрацию кислорода до 50% вместо обычных 21%, фото-скорость metal-oxide resist растёт на 15-20%. На практике это означает меньшую дозу EUV для тех же размеров рисунка, а значит выше пропускная способность сканера и ниже стоимость экспонирования.
Суть эффекта простая: чем выше photo-speed у резиста, тем быстрее он «доходит» до целевых размеров при меньшем EUV-дозе. А EUV-доза прямо связана со временем экспонирования. Сократили время — подняли throughput сканера в час. И снизили цену EUV-шага на пластину, а дальше и на чип. Правда, в Imec сразу закладывают ожидания: это не тот рычаг, который заметно удешевит финальный продукт в магазине.
Что именно изменили в PEB и какие цифры получили
В экспериментах Imec подняла кислород в камере PEB с 21% (обычный воздух в чистой комнате) до 50%. На этом фоне metal-oxide resist (MOR) показал прирост photo-speed на 15-20%. И это подтвердили не только на экспериментальных формулах MOR, но и на коммерчески доступных материалах.
Отдельно интересен сам фокус: состав газа в PEB-камере редко воспринимали как «крутилку» для оптимизации EUV. Обычно обсуждают дозу, фокус, маски, параметры проявления, температуру и тайминги запекания. А тут добавился ещё один контролируемый параметр — атмосфера в PEB.
Почему MOR важен для Low-NA и High-NA EUV
Metal-oxide resists сейчас считают одним из главных кандидатов для передовых техпроцессов на Low-NA EUV и в перспективе High-NA EUV. Причины понятные для тех, кто следит за литографией: высокая разрешающая способность, ниже line-edge roughness (LER) и более выгодные характеристики «доза — размер» по сравнению с chemically amplified resists (CAR), которые массово используют сегодня.
Для High-NA EUV это особенно чувствительно. Там печатают самые мелкие элементы критических слоёв, и любой выигрыш по LER и стабильности рисунка упирается в выход годных и перенос паттерна дальше по техпроцессу. Теперь Imec показывает, что MOR можно «дожать» не только химией резиста, но и условиями PEB.
Почему это не просто «добавили кислород»
PEB — один из самых чувствительных этапов литографического процесса. Он запускает и ведёт реакции, которые начались во время экспонирования. Поэтому даже небольшие изменения температуры, скорости прогрева, времени запекания и атмосферы могут сильно менять critical dimension (CD), LER и уровень стохастических дефектов. Один набор параметров улучшает выход годных, другой легко превращается в «убийцу» yield.
Из-за этого рост кислорода — не только про скорость. Это ещё и вопросы долгосрочной стабильности материалов, окисления частей оборудования и банальной безопасности. Поэтому ключевая интрига тут не в лабораторных процентах, а в том, получится ли индустриализировать режим без побочных эффектов.
BEFORCE: зачем понадобился новый инструмент
В типичном EUV-производстве пластину экспонируют в вакууме, а потом переносят в bake-модуль, который работает в обычном воздухе чистой комнаты с 21% кислорода. Чтобы управлять атмосферой и не зависеть от внешней среды, Imec сделала специальный инструмент BEFORCE (Bake and EUV system with FTIR and Outgas measurement for Resist evaluation in Controlled Environment).
BEFORCE изолирует обработку и запекание от фабричной среды. Плюс он умеет инжектировать и смешивать газы, а также имеет встроенную метролоrию photo-speed. Это позволило регулировать кислород в камере и сразу смотреть, как меняется поведение резиста.
Что пока остаётся под вопросом
Главное ограничение звучит прямо: для внедрения подхода в производство понадобится новый PEB-инструмент или серьёзная адаптация существующих bake-модулей. Фабам придётся просить производителей оборудования повторить возможности BEFORCE на серийных линиях.
И вторая часть вопроса — масштабирование. Imec подчёркивает значимость находки, но промышленная реализация пока не подтверждена. Слишком много факторов завязано на стабильность процесса и риски для оборудования.
Для обсуждения в индустрии новость уже разошлась по площадкам, например через Reddit, но практический итог зависит от того, как быстро поставщики оборудования смогут превратить лабораторный режим в стабильный фабричный.
Если подход приживётся, он бьёт в самое больное место EUV — throughput сканеров и цену экспонирования. Но без новых bake-модулей и проверок на yield это пока история про перспективный рычаг, а не про готовое решение для фабрик.
Источники: imec
