高级节点模式的一个巨大挑战是粗糙。实际上有两种类型:线边粗糙度(LER)和线宽粗糙度(LWR)。几乎一样,但不完全一样。
第一个是通过观察一条线的边缘就可以看到的,除了“粗糙”之外,很难用任何其他词来描述这意味着什么。这不是很长的曲线(你可能不希望从掩码中得到,但可能会得到像定向自组装这样的东西)DSA);它是非常小的颗粒状物质。如果你要提取边缘的频率内容,你会寻找高频模式,而不是低端。
LWR类似,但考虑到线的两边。每条边都有自己的粗糙度,但是,如果通过某种效果,两边都能精确地跟踪,当另一方向右或向左慢跑时,那么这条线的宽度将完全恒定。因此,即使边缘可能是粗糙的,在这种理想的情况下,也不会有LWR(阻抗也没有变化,尽管常数阻抗会受到粗糙边缘散射的影响)。
在实践中,左侧可能会向左慢跑,而右侧则向右慢跑,从而在线路中创建一个宽点(低阻抗)。反之亦然,压缩线(更高的阻抗)。这使直线变得粗糙。你可以把LER看成共模LWR看成微分模。是的,有一个数学定义;我们这里不需要它。
因此,很明显,你的线条变得越细,粗糙度(如果它保持不变)就会成为一个问题,因为与完美的偏差在线宽中所占的百分比越来越大。我在上面故意使用了“颗粒”这个词,因为是抗蚀剂的粒度导致了粗糙度。
标准的抗蚀剂是聚合物——某种物质的单体链。这里最小的单位是单体本身,打破它,你会得到一种不同的化学物质。据一家提供新型抗蚀剂的初创公司Inpria介绍,这些单体的长度在4到6纳米之间。这在10nm节点上的特征尺寸中占了不小的比例(尽管我们不应该从字面上理解这个10)。
为了使抗蚀剂平滑,需要更小的晶粒。这就是Inpria所提议的:基于金属氧化物的抗蚀剂。它们是在有机介质中输送的,但有机自然气体散去,只留下类似陶瓷而不是塑料的东西。晶粒尺寸在1nm左右。Inpria声称目前最小、最光滑的亚10纳米线。
它的硬度是另一个好处。很多时候,“硬面具”是通过用“硬”材料拍摄晶圆,然后用抗蚀剂进行图案制作而成的。这些金属氧化物电阻足够硬,可以充当它们自己的硬面具,省去了这些额外的步骤。
挑战仍然存在。剂量敏感性仍在优化中,尽管它显然比传统的抗药更好,因普利亚说,传统的抗药需要高剂量。任何减少所需剂量的措施都直接用于提高暴露通量,这是我们知道的最大剩余EUV障碍.(在这一点上,我不知道双重曝光是否骗术早些时候报道适用于这里……没有理由认为它会,因为化学性质不同。)
更有挑战性的,也许是减少缺陷。这是Inpria目前的主要业务。
我想现在宣布胜利还为时过早——这种基础产品的新材料和新供应商将受到晶圆厂经理的谨慎看待。你可以想象,如果把金属和它们的氧化物放在洁净室里,它们可能会造成严重破坏,所以这是一项令人信服的工作。但在这一点上,铪和锡是列表的顶部,具有良好的性能和良好的晶圆厂兼容性。
即使EUV结果被证明,我们也能看到进展。你可能会注意到ASML等公司的数据,在某些情况下,他们会同时显示常规抗药和Inpria抗药的结果。如果你想知道这是什么意思,好吧,现在你知道了。
关于“金属氧化物抗低粗糙度”的13个思考