Samsung: эффективность EUV-литографии повысят заморозка пластин и низкое давление

Как известно, компания Samsung первой приступила к использованию сканеров диапазона EUV (13,5 нм) для коммерческого выпуска чипов, что произошло примерно год назад. Поэтому можно сказать, что EUV-литография получила путёвку в жизнь, хотя это не избавило её от детских болезней и не обещает быстрое и светлое коммерческое будущее. Проблем с EUV всё ещё много и их необходимо решать параллельно развёртыванию всё новых и новых коммерческих систем. Компания Samsung, как пионер в продвижении этой темы, тщательно анализирует проблемы и ищет пути для их преодоления.

Etnews

На днях на конференции «The Korean Society of Semiconductor & Display Technology» в Университете Ханьян представитель Samsung рассказал о двух серьёзных проблемах, которые пришлось и ещё придётся решать по мере снижения масштаба технологического процесса при выпуске полупроводников. Одна проблема кроется в высокой плотности энергии пучка EUV-излучения, а вторая, связанная с ней ― в невозможности эффективно протравить тончайшие дорожки после обработки пластины и в сложностях с депонированием добавок в предельно узкие канавки цепей в кристаллах.

Высокая удельная плотность энергии EUV-луча ― в 10 раз больше, чем у луча 193-нм лазера ― ведёт к образованию паразитных образований в фоторезисте, что вместе со ставшими более тонкими дорожками приводит к появлению так называемых микромостов. Иначе говоря, возникают непредусмотренные схемой перемычки, которые могут вызвать отказ микросхем. Сегодня компания борется с микромостами с помощью повторяемой кратковременной экспозиции и повторным травлением. При этом удлиняется производственный цикл, что только усугубится после очередного уменьшения масштаба технологических норм. Сканеры EUV ― это дорогие «игрушки» ценой $171 млн за каждую установку. Окупить такую штуку очень тяжело и удлинение технологических циклов этому не будет способствовать.

Вторая проблема при использовании EUV-сканеров связана с уменьшением размеров элементов на кристалле. Канавки для цепей и элементов становятся уже, что затрудняет внесение примесей в полупроводники и даже циркуляцию химических составов в процессе травления. Чтобы протравить канавку, необходимо больше времени, реагентов и защитного покрытия в тех местах, которые не подлежат травлению.

Для преодоления представленных выше препятствий Samsung предлагает сделать две вещи. Во-первых, экстремально снизить рабочую температуру внутри камеры с обрабатываемой пластиной. Во-вторых, значительно понизить давление внутри камеры. Охлаждение до низких температур снизит активность реагентов и даст возможность избежать как появления микромостов (за счёт снижения чувствительности фоторезиста), так и уменьшит нагрузку на защитную полимерную плёнку. Низкое давление в камере вкупе с интенсивной обработкой протравленных зазоров рабочими газами для депонирования усилит циркуляцию материалов в канавках и ускорит циклы травления и депонирования. Но пока это только теория, которую ещё предстоит довести до коммерческой реализации.

Источник