Los defectos estocásticos en la litografía EUV se han estudiado en los últimos años. Durante años, se sospechó del ruido de Poisson de la baja densidad de fotones de EUV [1,2]. EUV se distingue de la litografía DUV con electrones secundarios que funcionan como agentes intermediarios en la generación de reacciones en la resistencia. Por lo tanto, también se debe esperar ruido o aleatoriedad asociada con los electrones secundarios [3,4]. No solo debe haber aleatoriedad en el número de electrones secundarios generados, sino también en las distancias que recorren. Este último es efectivamente una aleatoriedad en el desenfoque.
Se estudió el ruido de Poisson combinado con un desenfoque local aleatorio para ver si los defectos estocásticos surgirían de forma natural. La estadística de Poisson se aplicó dos veces en una cuadrícula de píxeles de 1 nm, una para la dosis de fotones absorbidos de 30 mJ/cm2 y una segunda vez para el rendimiento cuántico de electrones secundarios (QY) de 8 por fotón. La imagen de tono de 50 nm (de una rejilla binaria de línea/espacio 1:1 como objeto) en un sistema EUV de 0.33 NA se convoluciona con una función gaussiana de desenfoque local, donde sigma es un número aleatorio en el rango [0, sigma_max ], donde sigma_max, esencialmente el límite superior del desenfoque local, se selecciona aleatoriamente de una distribución exponencial. Para evitar una rugosidad excesiva, los valores de desenfoque local aleatorio están sujetos a un promedio móvil de 3 nm x 3 nm y se extrapolan en los bordes de la cuadrícula.
Se encuentra que la ocurrencia del defecto estocástico depende del límite superior del desenfoque de electrones secundarios locales. Para un valor 'típico' de 3.1 nm (percentil 46 de la distribución exponencial), la imagen estaba prácticamente inalterada, mientras que para un valor 'raro' de 30 nm (percentil 99.75 de la distribución exponencial), la imagen de la característica era esencialmente interrumpido, lo que indica un defecto de tipo micropuente (no expuesto).
Las estadísticas de Poisson pueden ser un factor agravante, pero no son los verdaderos desencadenantes de los defectos estocásticos. La distribución exponencial de escala de 5 nm que contiene límites superiores de desenfoque de hasta 30 nm es el aspecto clave. Esto sería una consecuencia natural de la cascada de electrones secundarios que se dispersan en la resistencia, debido al rango de energías que van desde ~80 eV hasta ~0 eV, así como a los caminos libres medios que aumentan bruscamente a bajas energías [5,6] . Esto es diferente de, por ejemplo, la difusión de ácido en resists amplificados químicamente, que se suprime a medida que los ácidos se alejan debido al gradiente de concentración reducido. Una divulgación reciente del plasma de hidrógeno inducido por EUV [7] revela caminos libres medios del orden de cm, lo que, en principio, podría empeorar significativamente el problema de los defectos estocásticos. Sin embargo, todavía no está claro cuánto se suprime este nuevo factor.
Referencias
[1] RL Brainard et al., SPIE 5374, 74 (2004).
[2] M. Neisser y otros, J. Photopolym. Ciencia y tecnología. 26, 617 (2013). https://www.jstage.jst.go.jp/article/photopolymer/26/5/26_617/_pdf
[3] H. Fukuda, J. Micro/Nanolito. MEMS MOEMS 18, 013503 (2019).
[4] F. Chen, https://www.linkedin.com/pulse/adding-random-segundo-electron-generación-photon-shot-chen
[5] O. Yu y otros, J. Elec. Especificaciones. y rel. Phen., 241, 146824 (2020). https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0368204818302007
[6] Seah, MP y WA Dench, Surface and Interface Analysis 1, 2 (1979).
[7] M. van de Kerkhof et al., https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/2105/2105.10029.pdf
Este artículo apareció por primera vez en LinkedIn Pulse: La aleatoriedad del desenfoque electrónico secundario como origen de los defectos estocásticos EUV
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