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La poussière a presque pris le soin de fabriquer la prochaine génération de puces.

«La lithographie par immersion à base d’eau à 193 nm est la technologie clé du nœud 45 nm», a déclaré le Dr Kurt Ronse, directeur de la lithographie avancée chez IMEC, soulignant que l’usine taïwanaise TSMC revendique des rendements de lithographie par immersion similaires à ceux de la lithographie sèche à 90 nm et 65 nm.

Pour obtenir une résolution de 32 nm avec des lasers de 193 nm, il faut un chemin optique avec ouverture numérique (NA) comprise entre 1, 6 et 1, 7 - éliminant ainsi l’eau comme moyen d’immersion.

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Les liquides dits de deuxième génération ont été identifiés avec des indices de réfraction allant jusqu'à 1, 65. «Les fluides de deuxième génération ne suffisent pas encore pour 32 nm sans un verre d’indice de réfraction supérieur à 1, 5», a déclaré Ronse. Avec le verre existant, "un fluide de troisième génération d'indice de réfraction supérieur à 1, 7 est requis et, de nos jours, il n'y a aucune perspective de disposer d'un tel fluide".

Donc, 193nm a besoin d’un meilleur verre pour rester viable.

Des inconvénients sans précédent

Le MgO, le spinelle cristallin, certains matériaux polycristallins et un cristal appelé LuAG offrent tous des indices de réfraction supérieurs à 1, 8, mais présentent des inconvénients frappants sous des formes connues. "L'absorption est le problème le plus difficile", a-t-il déclaré, bien que "ces propriétés extrinsèques puissent être améliorées par un meilleur traitement".

Sans fluide de troisième génération ni verre supérieur à 1, 7, la double structure de masque et la correction de proximité optique (OPC) sont l’espoir dans le champ gauche d’une lithographie optique à 32 nm.
OPC permet d'obtenir des images parfaitement focalisées avec une optique sur-étirée en prédéformant le front d'onde optique avec des marques supplémentaires autour des caractéristiques du masque.

En scindant des entités adjacentes sur deux masques, vous disposez d'un espace supplémentaire pour renforcer votre OPC.
Les PIEM ont démontré leur double attitude il y a plus d'un an, bien que pas jusqu'à 32 nm, et sont toujours fortement impliqués.

«Il est très sensible aux erreurs de superposition», a déclaré Ronse, en particulier avec la technologie de réserve actuelle qui nécessite une gravure entre les deux expositions.

Ce que l'on appelle "résister au gel" peut éliminer la gravure intermédiaire, mais ne fera rien pour éliminer les coûts énormes liés à la présence de deux masques pour chaque étape de traitement de 32 nm.

Optique réfléchissante

La lithographie EUV utilisant un rayonnement de 13, 5 nm devrait facilement permettre de produire des caractéristiques de 32 nm, à condition que l’industrie puisse se familiariser avec l’optique réfléchissante, une technologie entièrement nouvelle pour la production de puces.

Avec ASML, IMEC développe une lithographie EUV utilisant une source de rayonnement de Philips. «Il y a environ deux semaines, nous avons eu la première imagerie dans notre outil EUV d'alpha-démo», a déclaré Ronse.
Certaines sources d'aberrations d'image ont été traitées et la résolution est déjà meilleure que 40 nm (voir photo). «Nous optimisons encore l'optique dans les semaines et les mois à venir», a déclaré Renaix.