این فناوری جدید، سرعت ساخت پیشرفته‌ترین تراشه ها با فرایند EUV را افزایش و قیمت آن را کاهش می‌دهد

مرکز تحقیقاتی Imec از توسعه روشی جدید در مرحله پخت پس از تابش (Post-Exposure Bake) خبر داده که می‌تواند سرعت فرایند لیتوگرافی EUV را افزایش دهد و بهره‌وری تولید پیشرفته‌ترین تراشه‌ها را بهبود بخشد. بر اساس اعلام این مرکز، افزایش غلظت اکسیژن در این مرحله می‌تواند عملکرد فوتورزیست‌های اکسید فلزی را تا ۲۰ درصد بهبود دهد.

طبق یافته‌های پژوهشگران Imec، اگر میزان اکسیژن در مرحله پخت پس از تابش EUV از سطح معمول ۲۱ درصد (هوای محیط) به ۵۰ درصد افزایش یابد، سرعت نوری (Photo-speed) فوتورزیست‌های Metal-Oxide Resist یا MOR بین ۱۵ تا ۲۰ درصد افزایش پیدا می‌کند.

افزایش Photo-speed به این معناست که فوتورزیست می‌تواند با دوز پایین‌تری از تابش EUV به ابعاد هدف برسد. کاهش دوز تابش، زمان اکسپوژر را کوتاه‌تر کرده و در نتیجه توان عملیاتی اسکنرهای EUV در هر ساعت افزایش می‌یابد. این موضوع می‌تواند هزینه هر مرحله EUV به ازای هر ویفر و در نهایت هر تراشه را کاهش دهد؛ هرچند انتظار نمی‌رود تأثیر چشمگیری بر قیمت نهایی محصول داشته باشد. این بهبود عملکرد هم در نمونه‌های آزمایشی MOR و هم در مواد تجاری موجود تأیید شده است.

رسانه tom’s HARDWARE در این باره می‌گوید، فوتورزیست‌های اکسید فلزی به‌عنوان گزینه‌ای پیشرو برای فناوری‌های ساخت پیشرفته مبتنی بر لیتوگرافی EUV با عدد گشودگی پایین (Low-NA) و در آینده High-NA EUV مطرح هستند. این مواد به دلیل وضوح بالاتر، زبری لبه خط کمتر (LER) و ویژگی‌های مناسب دوز به ابعاد، عملکرد بهتری نسبت به فوتورزیست‌های تقویت‌شده شیمیایی (CAR) که امروزه به‌طور گسترده استفاده می‌شوند، ارائه می‌دهند.

وضوح بالاتر و کاهش LER به انتقال دقیق‌تر الگو در کوچک‌ترین ویژگی‌های لایه‌های حیاتی که با سیستم‌های High-NA EUV چاپ خواهند شد، منجر می‌شود. یافته‌های جدید Imec نشان می‌دهد که عملکرد MOR می‌تواند با تنظیم شرایط محیطی در مرحله PEB تقویت شود.

مرحله پخت پس از تابش یکی از حساس‌ترین مراحل در کل فرایند لیتوگرافی محسوب می‌شود. در این مرحله، واکنش‌هایی که توسط فوتون‌ها در زمان تابش آغاز شده‌اند، فعال و هدایت می‌شوند. بنابراین تغییرات جزئی در دما، نرخ افزایش دما، مدت زمان پخت و ترکیب گاز محیط می‌تواند تأثیر قابل‌توجهی بر ابعاد بحرانی (CD)، زبری لبه خط (LER) و میزان عیوب تصادفی داشته باشد.

از این رو، یک تنظیم خاص می‌تواند به بهبود بازده منجر شود، در حالی که ترکیبی دیگر ممکن است بازده را کاهش دهد. تغییر ترکیب گاز درون ماژول PEB علاوه بر ملاحظات فرایندی، از منظر پایداری بلندمدت مواد، اکسیداسیون تجهیزات و مسائل ایمنی نیز حائز اهمیت است.

در محیط‌های تولید استاندارد EUV، ویفرها در خلأ نوردهی شده و سپس به ماژول پختی منتقل می‌شوند که در شرایط هوای معمول اتاق تمیز با ۲۱ درصد اکسیژن فعالیت می‌کند. به همین منظور، Imec برای انجام آزمایش‌های خود ابزاری ویژه با نام BEFORCE توسعه داده که فرایند جابه‌جایی ویفر و پخت را از محیط کارخانه ایزوله می‌کند.

این سامانه به قابلیت تزریق و ترکیب گاز و همچنین ابزارهای اندازه‌گیری داخلی Photo-speed مجهز است و امکان کنترل دقیق میزان اکسیژن در محفظه را فراهم می‌کند. برای بهره‌برداری صنعتی از این دستاورد، کارخانه‌های تولید تراشه باید از سازندگان تجهیزات خود بخواهند قابلیت‌هایی مشابه BEFORCE را در ماژول‌های PEB پیاده‌سازی کنند.

ایوان پولنتیر، پژوهشگر ارشد Imec، در این‌باره اعلام کرده است که این نتایج نخستین دستاورد ابزار BEFORCE محسوب می‌شود و کنترل ترکیب گاز، امکان بررسی دقیق‌تر تأثیرات محیطی بر تغییرپذیری لیتوگرافی مواد MOR را فراهم می‌کند. به گفته او، تولیدکنندگان تجهیزات می‌توانند از این یافته‌ها به‌عنوان راهنمایی برای بهینه‌سازی ابزارهای خود با هدف افزایش توان عملیاتی و پایداری لیتوگرافی EUV استفاده کنند.