Бельгийцы обнаружили возможность ускорить производительность EUV-сканеров на ровном месте

Процесс переноса изображения с маски на фоточувствительный слой на кремниевой пластине при изготовлении чипов балансирует между качеством и скоростью нанесения рисунка. Ускорить его можно либо повысив мощность излучения, с чем есть проблемы, либо повысив чувствительность фоторезиста, с чем тоже всё не очень хорошо. Исследователи из бельгийского Imec нашли неожиданный вариант по ускорению процесса, который до сих пор почему-то не рассматривался.

В современном техпроцессе пластина после экспонирования сканером переносится в бокс для отжига и так называемой послеэкспозиционной обработки. Это происходит в чистой комнате при обычном давлении и естественной атмосферной среде, содержание кислорода в которой соответствует типичному для Земли уровню примерно на уровне моря — около 21 %. В Imec создали специальный герметичный бокс с массой датчиков среды и материалов, который позволял проводить отжиг и послеэкспозиционную обработку при разном соотношении газов, а также давал возможность получать характеристики фоторезиста на всех этапах производства.

Ключевым открытием стало то, что повышение концентрации кислорода в атмосфере до 50 % во время процесса ускоряет фоточувствительность фоторезиста на 15–20 %, позволяя достигать целевых размеров структур при меньшей дозе EUV-излучения. Иначе говоря, перенести рисунок микросхемы с маски на фоторезист можно либо быстрее, либо с меньшими энергозатратами — и это не ухудшит детализацию и качество линий.

Бельгийские исследователи выяснили, что увеличение содержания кислорода стимулирует химические реакции в экспонированных участках металл-оксидных фоторезистов (metal-oxide resists, MOR), которые считаются перспективными материалами для EUV-проекции с низкой и, особенно, с высокой числовой апертурой. Тем самым относительно простыми средствами можно увеличить производительность EUV-сканеров и линий по выпуску наиболее передовых чипов, не меняя сами сканеры. Безусловно, для этого придётся создать новые условия для обработки пластин со всеми сопутствующими расходами. Возможно, производители заинтересуются этим «лайфхаком», но пока это неизвестно.