При производстве полупроводниковых чипов нанесение схемы с фотошаблона на светочувствительный слой кремниевой пластины требует баланса между скоростью и точностью передачи изображения. Увеличить скорость традиционно пытаются либо наращивая мощность излучения, что сопряжено с трудностями, либо улучшая чувствительность фоторезиста, что также имеет свои ограничения. Специалисты бельгийского исследовательского центра Imec предложили неочевидное решение для ускорения этого этапа, которое ранее почему-то упускалось из виду.
Источник изображения: Imec
В современных условиях после экспонирования в сканере пластина перемещается в специальную камеру для отжига и последующей обработки. Эта процедура обычно проходит в чистой зоне при атмосферном давлении и естественном воздухе, где доля кислорода составляет привычные 21%, как на уровне моря. В Imec разработали герметичную испытательную камеру, оснащённую множеством датчиков, которая позволяет проводить отжиг и финишную обработку в контролируемой газовой среде, а также детально анализировать свойства фоторезиста на каждом этапе.
Главным достижением стало обнаружение, что увеличение доли кислорода в атмосфере камеры до 50% во время обработки повышает светочувствительность фоторезиста на 15–20%. Это позволяет получать заданные размеры элементов схемы при меньшей дозе EUV-излучения. Таким образом, перенос топологии с фотошаблона на пластину можно выполнить либо за меньшее время, либо с сокращением энергопотребления — без потери чёткости и качества формируемых линий.
Как установили бельгийские учёные, повышенная концентрация кислорода активизирует химические процессы в засвеченных областях металлооксидных фоторезистов (metal-oxide resists, MOR). Эти материалы рассматриваются как многообещающие для EU-литографии, в том числе с высокой числовой апертурой. Подход открывает возможность относительно простыми методами повысить производительность EUV-сканеров и линий по выпуску самых современных чипов, не модернизируя сами установки. Конечно, для внедрения потребуется создать новые условия для обработки пластин, что повлечёт дополнительные затраты. Вопрос о том, заинтересует ли такой «лайфхак» производителей, пока остаётся открытым.
