Scanner de Lithographie EUV

1. Résolution et longueur d’onde. Une relation courante au premier ordre est résolution ≈ k₁·λ/NA. L’EUV utilise λ = 13,5 nm, contre 193 nm pour la lithographie à ultraviolets profonds au laser ArF. Ce modèle à NA de 0,33 affiche un motif de demi-pas de 13 nm ; la résolution réalisable en production dépend également de l’ouverture numérique, du facteur de procédé k₁, de la conception du masque, de la résine et de la maîtrise du procédé.
2. L’EUV exige une optique réfléchissante. L’air et les éléments optiques réfractifs conventionnels absorbent fortement le rayonnement de 13,5 nm ; le trajet optique fonctionne donc sous vide et utilise des miroirs multicouches. Un revêtement type comprend environ 40 à 50 bicouches de molybdène/silicium, soit quelque 80 à 100 couches individuelles, avec une période proche de 6,9 nm produisant une interférence constructive.
3. Source à plasma produit par laser. Le modèle représente 50 000 événements par seconde, chacun associé à une gouttelette d’étain fondu. Une pré-impulsion fait se dilater chaque gouttelette, puis une impulsion ultérieure d’un laser CO₂ de forte puissance produit un plasma chaud qui émet autour de 13,5 nm. Un collecteur dirige une partie de ce rayonnement vers le foyer intermédiaire. Le rayonnement EUV et celui du laser CO₂ sont invisibles ; le violet et le rouge ne servent ici qu’à les visualiser.
4. Bilan photonique. Douze réflexions : collecteur, quatre miroirs d’éclairage, masque et six miroirs de projection. Les constantes Si/Mo et les périodes adaptées à l’angle déterminent la réflectance. Les pertes d’angle solide, de pellicule et de motif sont exclues.
5. Surfaces de projection. Le repliement suit les schémas publiés de l’optique de projection à NA 0,33. Chaque rayon principal respecte la réflexion. Un relais elliptique pédagogique focalise les rayons marginaux. La prescription optique et les données CAO propriétaires ne sont pas reproduites.
6. Masque réfléchissant. Le réticule porte un motif absorbant sur un réflecteur multicouche et son image est projetée sur la plaquette avec une réduction de 4×. L’incidence oblique sépare les trajets incident et réfléchi. Une pellicule mince peut réduire la probabilité que des particules s’impriment sous forme de défauts.
7. Exposition step-and-scan. Un champ éclairé étroit balaie chaque puce. Dans ce modèle, le réticule se déplace en sens opposé à la plaquette et à quatre fois sa vitesse pour conserver la réduction de 4× ; avec une fente de 2,6 mm côté plaquette et une vitesse de 0,5 m/s, chaque point reçoit environ 260 impulsions de la source.
8. Fonctionnement à deux platines. Pendant qu’une plaquette modélisée est exposée, l’autre platine exécute des étapes simplifiées de mesure et d’échange, avant que les rôles des platines soient inversés. Les scanners réels coordonnent l’exposition, l’alignement, la mise au point et la manutention des plaquettes avec des spécifications de vitesse et de superposition qui dépendent de leur configuration.
9. Image et résine. Un modèle de Fourier scalaire additionne des sources incohérentes à travers la pupille, avec défocalisation. L’éclairage hors axe résout le pas de 26 nm, l’éclairage axial non. Absorption de Poisson, diffusion de 1,8 nm et développement positif créent un échantillon reproductible. CD et LER 3σ sont mesurés séparément.
10. Échelle et temps. Référence : un scanner de série de 2021, 13,5 nm, NA 0,33, wafers 300 mm et champs 26 × 33 mm. Les vues micro- et nanométriques séparent les échelles. Profils de scan et largeurs d’impulsion sont pédagogiques ; aucun débit industriel n’en est déduit.

À essayer : Rejouez le cycle, suivez un photon, coupez le laser pendant le scan. Comparez éclairage, foyer et longueur d’onde.

EUV et infrarouge sont invisibles ; les trajets colorés ont une luminosité adaptée. La résine montre un aperçu du développement aux réglages choisis, pas une caméra dans le scanner.

Page produit du fabricant du scanner
Communication sur l’optique de projection · 2019
LBNL · Mo / Si ↗