Бельгийский научный центр Imec обнаружил возможность повысить эффективность работы EUV-сканеров без изменения самих установок. Речь идёт о процессе, который долгое время считался второстепенным — условиях окружающей среды при обработке пластин.

В классической EUV-литографии всегда существует компромисс:
чем выше скорость, тем сложнее сохранить точность рисунка на чипе. Обычно для ускорения процесса пытаются:

• увеличить мощность излучения (что технически сложно);

• повысить чувствительность фоторезиста (что тоже даётся нелегко).

Но исследователи пошли другим путём.

Что именно изменили

После экспонирования кремниевая пластина проходит этап термической обработки (так называемый post-exposure bake). Обычно он проводится в стандартной атмосфере с содержанием кислорода около 21%.

В Imec решили проверить, как изменится результат при других условиях. Для этого был создан герметичный модуль с точным контролем газовой среды.

Результат оказался неожиданным.

Ключевое открытие

Если увеличить долю кислорода в атмосфере примерно до 50%, происходит заметный эффект:

• чувствительность фоторезиста растёт на 15–20%;

• для формирования рисунка требуется меньшая доза EUV-излучения;

• скорость обработки пластин увеличивается без потери качества.

Проще говоря, тот же результат можно получить быстрее или с меньшими затратами энергии.

Почему это работает

Эффект связан с химией современных материалов, используемых в литографии — так называемых металл-оксидных фоторезистов (MOR).

Повышенное содержание кислорода:

• усиливает реакции в уже экспонированных участках;

• ускоряет формирование нужной структуры;

• повышает точность закрепления рисунка.

Особенно это важно для новых поколений EUV-литографии, включая системы с высокой числовой апертурой (High-NA).

Практическое значение

Главное преимущество подхода — его относительная простота:

• не требуется модернизация самих EUV-сканеров;

• изменения касаются только этапа обработки;

• потенциально это можно внедрить в существующие производственные линии.

Однако полностью «бесплатным» решением это не станет. Понадобятся:

• новые герметичные камеры;

• системы контроля газовой среды;

• адаптация производственных процессов.

Что дальше

Пока это исследовательский результат, и неизвестно, насколько быстро его возьмут на вооружение производители чипов. Но интерес к таким решениям очевиден — особенно на фоне высокой стоимости EUV-оборудования и стремления увеличить его производительность.

Итог

Открытие Imec показывает, что даже в одной из самых сложных отраслей — производстве полупроводников — иногда достаточно пересмотреть базовые условия процесса, чтобы получить заметный прирост эффективности.

И в данном случае «ускорение на ровном месте» оказалось вполне буквальным.