Litografía ultravioleta extrema

[17]​ Además, para confinar desechos de iones, se puede requerir un imán superconductor.

Los átomos neutros o la materia condensada no pueden emitir radiación UV.

La producción térmica de iones positivos compartidos solo es posible en un plasma denso en caliente, que a su vez absorbe fuertemente la UVE.

Una contribución significativa conocida a este efecto es la dosis utilizada para imprimir.

Esto está relacionado con el problema del ruido de disparo, que se tratará más adelante.

[41]​ Los cortes de línea que están relativamente espaciados son un problema importante.

Estos fotoelectrones a su vez generan electrones secundarios, que disminuyen la velocidad antes de involucrarse en reacciones químicas.

[48]​ Más detalles sobre los electrones secundarios en la exposición fotoprotectora UVE se proporcionan a continuación.

[50]​ Estos indican las distancias que los electrones pueden viajar en resistencia, independientemente de la dirección.

[76]​ Además, los pesos y tamaños moleculares más grandes parecen reducir el redondeo de las esquinas.

[80]​ Para tonos más grandes, donde se puede usar iluminación convencional, la distancia de línea a punta es generalmente mayor.

El acoplamiento entre la imagen primaria y las imágenes propias es demasiado fuerte para que la asimetría se elimine por completo con las funciones de asistencia; Solo la iluminación asimétrica puede lograr esto.

[98]​ Esto resulta en menos fotones que definen características más pequeñas (vea la discusión en la sección sobre ruido de disparo).

Por lo tanto, reducir el grosor del absorbedor sería la forma más directa de resolver el problema.

[66]​ En cambio, ciertas partes de la pupila (a menudo más del 50 %) deben ser excluidas asimétricamente.

Para pasos mayores a 44 nm, la forma de la pupila de iluminación es preferiblemente convencional, que es un disco circular, que posiblemente incluya un oscurecimiento central para proporcionar una apariencia anular.

[79]​ Para pasos de 32 nm y por debajo, la iluminación óptima se vuelve más parecida a un dipolo, es decir, se concentra hacia la parte superior e inferior o hacia los extremos izquierdo y derecho de la pupila.

[54]​ Cuando se absorbe un fotón UVE, se generan fotoelectrones y electrones secundarios por ionización, de forma muy similar a lo que ocurre cuando los rayos X o los haces de electrones son absorbidos por la materia.

En otras palabras, cuanto menos absorba la resistencia, más uniformemente vertical será la absorción.

El ruido del disparo es otra preocupación, que se explicará más adelante.

[139]​ Se ha observado que campos eléctricos tan grandes conducen a una ruptura dieléctrica.

El tamaño del polarón puede ser bastante grande en resistencias, por ejemplo, 46 nm en PMMA.

[151]​ Los electrones generados en la reacción anterior también pueden disociar el H2 para formar hidrógeno atómico:

Por supuesto, hay contaminación acumulada por desgasificación de obleas y partículas en general (aunque estas últimas están desenfocadas, aún pueden obstruir la luz).

Los materiales alternativos deben permitir una transmisión suficiente, así como mantener la estabilidad mecánica y térmica.

[182]​[183]​ Un recubrimiento ayuda a mejorar la resistencia al hidrógeno, pero esto reduce la transmisión y/o la emisividad, y también puede afectar la estabilidad mecánica (por ejemplo, abultamiento).

Para mantener el rendimiento, la potencia en el enfoque intermedio (IF) debe aumentarse continuamente.

Con la costura de campo, las características que cruzan los límites del campo tendrían errores de alineación, y el tiempo adicional requerido para cambiar las máscaras reduciría el rendimiento del sistema UVE.

Un estudio realizado en 2017 por Intel mostró que para las vías semiaisladas (cuyo disco Airy puede ser aproximado por un gaussiano), la sensibilidad del CD a la dosis fue particularmente fuerte,[198]​ lo suficientemente fuerte como para que una reducción de la dosis pudiera llevar no linealmente a no imprimir la vía.

[201]​ Como se mencionó anteriormente, una resistencia más absorbente en realidad conduce a una uniformidad de dosis vertical menor.

Mecanismo de formación de imágenes en litografía UVE . Parte superior: UVE multicapa y absorbente (púrpura) que constituye un patrón de máscara para obtener imágenes de una línea. Parte inferior: la radiación UVE (roja) reflejada por el patrón de la máscara se absorbe en la resistencia (amarillo) y el sustrato (marrón), produciendo fotoelectrones y electrones secundarios (azul). Estos electrones aumentan la extensión de las reacciones químicas en la resistencia . Un patrón de electrones secundarios de naturaleza aleatoria se superpone a la imagen óptica. La exposición secundaria a electrones no deseada produce una pérdida de resolución, una rugosidad observable en el borde de la línea y una variación del ancho de línea.
Aspecto estocástico de la formación de imágenes UVE . El ruido de la toma de fotones puede causar una variación significativa de la dosis local, que puede cruzar el umbral de impresión (línea de puntos).
Herramienta de LUVE, Laboratorio Nacional Lawrence Livermore .
UVE TPT en función de la dosis . El rendimiento de la oblea de una herramienta UVE es en realidad una función de la dosis de exposición, para una fuente de energía fija.
La degradación del colector UVE a lo largo del tiempo . La reflectividad del colector UVE se degrada en un 10 % en un día (~4 mil millones de pulsos de 50 kHz), lo que lleva a una pérdida de tiempo de actividad y rendimiento.
Los modos de falla complementarios reducen la ventana de la dimensión crítica (CD) a un tono de 36 nm.
Probabilidades de fallo estocástico para espacios de 20-22 nm a dosis de 30 mJ/cm² de UVE en el rango de tono de 40-80 nm.
UVE no telecentrismo . Izquierda: debido a las grandes diferencias de ángulo de reflexión de varias capas, un lado de la pupila de iluminación produce más luz reflejada. Derecha: En consecuencia, la iluminación de un lado será dominante. Esto da como resultado una diferencia de trayectoria óptica entre los órdenes de difracción con respecto al desenfoque, lo que lleva a una tendencia a que el patrón se desplace.
Diferencia de CD de 2 barras vs. enfoque . La diferencia entre los anchos de dos líneas horizontales adyacentes varía en función del enfoque.
Aparición de dos barras en diseño irregular . Un diseño irregular puede incluir ubicaciones de dos barras que son propensas a la obtención de imágenes asimétricas.
Desvío del patrón de la capa de metal del nodo de 10 nm vs desenfoque. Diferentes patrones en la capa metálica de nodo de 10 nm (24 nm hp) se desplazan de manera diferente a través del enfoque, dependiendo de la orientación y la posición de la hendidura, así como de la disposición.
La optimización de máscara de fuente (SMO) se utiliza para reducir el cambio de patrón para diferentes características en una capa de metal (dirigida a CD de 16 nm con paso de ancla de 32 nm) en una sola exposición, pero no puede satisfacer todos los casos posibles.
La mejor posición de enfoque vs tono . La mejor posición de enfoque varía fuertemente en función del tono.
Resiste la pérdida de los fotoelectrones de 80 eV UVE . Se espera que el fotoelectrón de 80 eV incurra en una pérdida de resistencia de ~7,5 nm, lo que dificultaría el control de las dimensiones de resistencia dentro de ~15 nm.
Resiste la pérdida de los fotoelectrones UVE desacelerados a 30 eV. Los electrones de 30 eV (de los fotoelectrones ralentizados) dan como resultado una pérdida de resistencia significativa, así como una reticulación a dosis más altas en PMMA.
Contaminación por desgasificación frente a la dosis de UVE : El aumento de la dosis al tamaño (Esize) para reducir el ruido y la rugosidad de los disparos tiene el precio del aumento de la contaminación por desgasificación. El grosor de contaminación que se muestra aquí es relativo a una resistencia de referencia.
Máscara de impresión de defectos de la máscara UVE . Los defectos con alturas de escala atómica pueden afectar a las dimensiones impresas por UVE aunque estén enterradas por muchas capas. Fuente: Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley e Intel .
Imprimibilidad del defecto UVE frente al tono . La capacidad de impresión (en este caso, un 10 % de CD) de un defecto de una altura y anchura determinadas varía con el tono. Tenga en cuenta que incluso la rugosidad de la superficie en la multicapa aquí puede tener un impacto notable.
Reducción del tamaño del campo por desmagnificación . El aumento de la desmagnificación de 4X a 8X en una dimensión dividiría el campo de imagen completo original en dos partes para preservar la misma área de matriz (26 mm × 33 mm).
Costura en el campo . La combinación de campos de exposición es una preocupación donde las características críticas cruzan un límite de campo (línea de puntos roja).
Ruido de disparo causando variaciones significativas de CD . Un conjunto de agujeros con un patrón de paso de 64 nm muestra los efectos significativos del ruido de disparo con una dosis de UVE de poco más de 10 mJ/cm 2 . Una dosis mayor resultaría en el mismo rango de variación en un tamaño de muestra mayor.
Distribución del diseño de la UVE debido a diferentes iluminaciones . Este diseño consta de líneas verticales densas y líneas horizontales dispersas que requieren dos iluminaciones diferentes optimizadas para cada una. En consecuencia, sería necesario dividirlo, incluso para la litografía UVE.