Aiemmissa artikkeleissa olin tarkastellut EUV:n stokastista käyttäytymistä [1-2], pääasiassa Poisson-jakauman kuvaamana matalan fotonitiheyden kannalta, mikä johtaa laukauskohinaan [3]. Äskettäin pohdittiin myös epäterävyyden roolia EUV-fotonien absorption ja sekundaarisen elektronien muodostumisen ja kulkeutumisen satunnaisuuden torjunnassa [4-5]. Kuitenkin tähän asti elektronien ja kemiallisten lajien vaeltamisesta syntyvä sumeus oli saanut klassisen jatkumokäsittelyn, kun todellisuudessa nanometrin mittakaavassa on jälleen kyse satunnaislukumäärästä diskreettejä kvantteja, eli elektroneja tai kemiallisesti reaktiivisia lajeja. Nämä diskreetit kvantit seuraavat edelleen Poisson-jakaumia [6]. Joten on tarpeen tehdä stokastinen uudelleenarviointi, kun sumeus on jo otettu huomioon.
Tämä uudelleenarviointi näyttää tarpeelliselta sen jälkeen, kun viimeisimmät tulokset 28 nm:n sävelkorkeudella raportoitiin SPIE:ssä aiemmin tänä vuonna [7]. Paremman kuvantamisen saavuttamiseksi käytettiin metallioksidiestoaineita. Niiden etuna on korkeampi EUV-fotoniabsorptio, jonka pitäisi helpottaa stokastista käyttäytymistä. Tästä edusta huolimatta kuvantamisen stokastiset näkökohdat pysyivät vakavina. Tarvittiin suurempia annoksia alueella 50 mJ/cm2 (n. 110 WPH NXE:3400C:ssä [8]), mutta suurempia CD-levyjä tai SRAF:ita tarvittiin suurempia aliresoluutiota varten. Optimoidulla valaistuksella suhteellisen eristetyn 14 nm:n kaivantojen parin tulostaminen, joita erottaa 14 nm (paikallinen 28 nm:n väli) oli mahdotonta ilman stokastisia vikoja ja karheutta. Siksi sumennuksen jälkeisten stokastisten vaikutusten uudelleenarviointi keskittyy tässä 28 nm:n sävelkorkeuteen.
Epäterävyys on käytännössä rajoitettu alle 5 nm:iin (sigma) korkeintaan 40 nm:n sävelkorkeudella [5]. Lisääntyvä epäterävyys johtaisi siihen, että kvanttien jakautuminen muuttuisi tasaisemmiksi ja yleensä huonommaksi kuvaksi. Stokastisten vaihteluiden riski on suurempi kauempana reunasta (kuva 1).
Kuva 1. Reaktiivisten lajien lukumäärän jakauma piirretty vs. sijainti. Lajiluku otetaan huomioon 0.84 nm x 5 nm kaistaleella olettaen, että annos on 50 mJ/cm2, absorptio 50 % ja 2 lajia vapautuu absorboitua fotonia kohden. Vasen: 3 nm sumeus. Oikealla: 7 nm sumeus.
Uusi näkökohta on kvanttituotto (tai kvanttitehokkuus), eli kuinka monta kvanttia vapautuu absorboitua fotonia kohden. Kvanttihyötysuhde EUV kemiallisesti vahvistetuille resisteille on noin 2 [9,10]. Epäterävyyden vähentämiseksi 2 nm:iin tai pienemmäksi tätä vapautumista odotetaan rajoittavan, jotta vältetään ylimääräinen satunnainen sekundaaristen elektronien ja reaktiivisten lajien kulkeutuminen [9]. Kuvassa 2 2-kertainen kvanttisaanto 2 nm:n epäterävyyden pienennys (verrattuna 3 nm:n epäterävyyteen) osoittaa, että stokastisten vikojen riski ei parane ja saattaa pahentua. Sen ei pitäisi olla suuri yllätys, koska kvanttisaannon vähentämisellä on sama loppuvaikutus kuin fotonitiheyden vähentämisellä. Kaikissa näissä tapauksissa näemme vaihteluita, jotka ylittävät kynnyksen, mikä tarkoittaa, että sekä linjan siltaus- että linjakatkaisuvirheet ovat mahdollisia. Kuusi sigmaa vastaa ~1 ppb-vikaa.
Kuva 2. Reaktiivisten lajien lukumäärän jakauma piirretty vs. sijainti. Lajiluku otetaan huomioon 0.84 nm x 5 nm:n kaistaleella olettaen 50 mJ/cm2 sattuvan annoksen, 50 %:n absorptio. Vasemmalla: 2 nm sumeus, 1 laji vapautuu absorboitua fotonia kohden. Oikealla: 3 nm sumeus, 2 lajia vapautuu absorboitua fotonia kohden.
Lisäksi viivan reunan karheutta voidaan tutkia pienentämällä näytekappaleen pituutta. Kun leikkauspituus on 5 nm 1 nm, jopa 3 sigman vaihtelu ylittää kynnyksen (kuva 3), mikä osoittaa, että 1 nm:n asteikolla on edelleen epätasaisuutta.
Kuva 3. Reaktiivisten lajien lukumäärän jakauma piirretty vs. sijainti. Lajiluku otetaan huomioon 0.84 nm x 1 nm:n kaistaleella olettaen, että annos on 50 mJ/cm2, absorptio 50 %. 3 nm:n epäterävyyttä oletetaan.
Ainoa hallittavissa oleva ratkaisu näihin ongelmiin on annoksen lisääminen (kuva 4). Ottaen huomioon, että 50 mJ/cm2:n suoritusteho on jo saavutettu, EUV-lähdeteho on jatkossakin ensisijainen tavoite. Suuremmat annokset voivat kuitenkin johtaa suurempaan epätarkkuuteen elektronien vaimennuspituusmittauksissa havaitun pitkän hännän vuoksi [11,12].
Kuva 4. Reaktiivisten lajien lukumäärän jakauma piirretty vs. sijainti. Lajimäärää tarkastellaan 0.84 nm x 5 nm:n nauhan sisällä olettaen, että absorptio on 50 %, ja 2 lajia vapautuu absorboitua fotonia kohden. Vasemmalla: 50 mJ/cm2 sattuva annos. Oikealla: 100 mJ/cm2 sattuva annos. 3 nm:n epäterävyyttä oletetaan.
Viitteet
[1] https://www.linkedin.com/pulse/euvs-stochastic-valley-death-frederick-chen/
[2] https://www.linkedin.com/pulse/photon-shot-noise-impact-line-end-placement-frederick-chen/
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Shot_noise
[4] https://www.linkedin.com/pulse/contrast-reduction-vs-photon-noise-euv-lithography-frederick-chen/
[5] https://www.linkedin.com/pulse/blur-wavelength-determines-resolution-advanced-nodes-frederick-chen/
[6] G. M. Gallatin, "Resist Blur and Line Edge Roughness", Proc. SPIE 5754, 38 (2005).
[7] D. Xu et ai., "EUV Single Patterning Exploration for Pitch 28 nm", Proc. SPIE 11614, 116140Q (2021).
[8] https://www.linkedin.com/pulse/challenge-working-euv-doses-frederick-chen/
[9] http://euvlsymposium.lbl.gov/pdf/2007/RE-08-Gallatin.pdf
[10] https://www.jstage.jst.go.jp/article/photopolymer/32/1/32_161/_pdf
[11] https://escholarship.org/content/qt4t5908f6/qt4t5908f6.pdf?t=qd3uq5
[12] https://www.euvlitho.com/2019/P66.pdf
Jaa tämä viesti: Lähde: https://semiwiki.com/lithography/304714-revisiting-euv-lithography-post-blur-stochastic-distributions/
- 100
- 11
- 2021
- 7
- 84
- 9
- Tili
- Etu
- Kaikki
- noin
- artikkelit
- tapauksissa
- kemiallinen
- jatkaa
- tekemisissä
- reuna
- tehokkuus
- tutkimus
- Epäonnistuminen
- Ominaisuudet
- Kuva
- Keskittää
- seurata
- tätä
- Miten
- HTTPS
- kuva
- Imaging
- Kasvaa
- kysymykset
- IT
- uusin
- johtaa
- rajallinen
- linja
- paikallinen
- Pitkät
- Katsoin
- metalli-
- Melu
- numerot
- tilata
- teho
- esittää
- Kvantti
- alue
- vähentää
- helpotus
- tulokset
- Riski
- Asteikko
- toissijainen
- SIX
- So
- Kuori
- yllätys
- Kohde
- hoito
- wikipedia
- sisällä
- X
- vuosi
- tuotto