Technique de lithographie utilisant l'ultraviolet extrême de longueur d'onde 13,5 nm. Elle emploie une optique réflective et un environnement sous vide.
Nom japonais: EUV露光
« Lithographie EUV » apparaît dans 13 questions d'entraînement réparties sur 2 thèmes, dont Lithographie, Industrie et marché des semi-conducteurs.
Domaine: Lithographie
La lumière à 13,5 nm est absorbée par presque tous les matériaux, y compris l'air et le verre utilisé pour les lentilles ; un scanner EUV ne peut donc utiliser ni optique réfractive ni photomasque transmissif. Il repose à la place sur des miroirs multicouches constitués d'environ 40 paires alternées molybdène/silicium d'une période d'environ 7 nm, qui réfléchissent par interférence constructive. Chaque miroir ne renvoie qu'environ 65 à 70 % de la lumière, et avec une dizaine de miroirs sur le trajet, seule une petite fraction de la puissance de la source atteint la plaquette. Tout le trajet optique se trouve donc sous vide, et la source doit être extrêmement brillante.
Les sources EUV de production utilisent un plasma produit par laser (LPP). Des gouttelettes d'étain d'environ 30 µm de diamètre sont projetées à environ 50 000 par seconde ; un laser de pré-impulsion aplatit chaque gouttelette, puis un laser CO2 de forte puissance la chauffe pour former un plasma de plusieurs centaines de milliers de degrés qui émet fortement vers 13,5 nm. Un miroir collecteur multicouche recueille l'émission, tandis que de l'hydrogène gazeux empêche l'étain dispersé de recouvrir le collecteur. Atteindre une puissance de source stable supérieure à environ 250 W a été le jalon qui a rendu la production de masse viable.
Un masque EUV est un miroir plutôt qu'un pochoir. Un substrat de verre à faible dilatation thermique porte la multicouche Mo/Si, surmontée d'un absorbeur gravé selon le motif, généralement à base de tantale. La lumière arrive à environ 6° de la normale et les zones non absorbées réfléchissent vers l'optique de projection, généralement avec une réduction d'un facteur 4. Comme la multicouche forme elle-même la surface réfléchissante, un défaut enfoui dans l'empilement peut s'imprimer ; la défectivité des ébauches de masque est donc un enjeu majeur de coût et de rendement. L'éclairage oblique introduit aussi des effets d'ombrage que la correction optique de proximité (OPC) doit prendre en compte.
Un photon EUV transporte environ 92 eV contre environ 6,4 eV pour l'ArF à 193 nm ; une même dose apporte donc environ 14 fois moins de photons. Avec seulement quelques centaines à quelques milliers de photons par petit motif, le bruit de grenaille poissonnien d'environ √N provoque rugosité de bord de ligne, ponts et contacts manquants ; augmenter la dose aide mais réduit la cadence. Les résines à oxyde métallique contenant de l'étain ou du hafnium absorbent plus fortement pour atténuer ce problème. Une rugosité sub-nanométrique des miroirs diffuse la lumière vers les zones sombres sous forme de lumière parasite (flare), et le dégazage des résines peut déposer du carbone sur les miroirs ; les outils utilisent donc un nettoyage à l'hydrogène et les résines sont sélectionnées en fonction de leur dégazage.
Réponse : C. 13,5 nm
La lithographie EUV (ultraviolet extrême) utilise une lumière de 13,5 nm de longueur d'onde, environ 1/14 de celle de l'ArF, ce qui permet de former des motifs fins en une seule exposition. Cette lumière étant absorbée par presque toutes les matières, y compris l'air et le verre, on utilise non pas des lentilles mais une optique réflective à miroirs multicouches molybdène-silicium, et l'intérieur de l'équipement est sous vide. La réflectivité d'un miroir est d'environ 70 % ; après une dizaine de miroirs, la majeure partie de la lumière est perdue, d'où la nécessité d'une source puissante.
Réponse : A. C'est un masque réflectif où le motif d'absorbeur est réalisé sur un miroir multicouche réfléchissant la lumière
La lumière EUV étant absorbée par presque toutes les matières, les masques transmissifs sont inutilisables. Le masque EUV est réflectif : sur un substrat en verre à faible dilatation thermique, on réalise un miroir multicouche d'environ 40 paires molybdène-silicium d'une période d'environ 7 nm (réflectivité d'environ 65 %), sur lequel le motif est formé par un absorbeur à base de tantale notamment. La lumière arrive avec une inclinaison d'environ 6°, et la lumière réfléchie est envoyée vers l'optique de projection. Réduire les défauts du multicouche est un défi majeur de fabrication.
C'est à 13,5 nm que les miroirs multicouches Mo/Si atteignent leur meilleure réflectivité pratique et que le plasma d'étain émet fortement ; une source et une optique utilisables existent donc à cette longueur d'onde. Des longueurs d'onde plus courtes exigeraient de nouveaux matériaux de miroir et des sources d'efficacité acceptable.
La lithographie DUV (ultraviolet profond), comme l'ArF à 193 nm, utilise des lentilles et masques transmissifs et peut fonctionner dans l'air ou en immersion dans l'eau. L'EUV utilise une lumière de 13,5 nm avec une optique entièrement réfléchissante, un masque réfléchissant et un trajet sous vide, ce qui permet d'obtenir en une seule exposition des motifs fins que la DUV ne pourrait atteindre qu'avec un multipatterning.
Chaque photon EUV transporte beaucoup plus d'énergie ; une dose donnée est donc constituée de bien moins de photons, dont le nombre fluctue statistiquement. Ces fluctuations stochastiques produisent rugosité, ponts et contacts manquants qu'une meilleure optique seule ne peut pas éliminer.
La lithographie EUV (ultraviolet extrême) utilise une lumière de 13,5 nm de longueur d'onde, environ 1/14 de celle de l'ArF, ce qui permet de former des motifs fins en une seule exposition.
Quelle est la longueur d'onde de la lumière utilisée en lit…Les équipements de lithographie EUV sont développés et fournis de fait par la seule société néerlandaise ASML.
Quelle entreprise fournit de fait seule les équipements de …La lithographie EUV se déroule sous vide, et l'exposition fait dégager de la résine des molécules carbonées et des produits de décomposition.
Quelle est la principale raison pour laquelle les dégazages…L'équipement de lithographie EUV réunit une source plasma obtenue en irradiant des gouttelettes d'étain par laser, des miroirs multicouches d'une réflectivité d'environ 70 %, des technologies de vide poussé, etc.
Quel énoncé concernant les équipements de lithographie EUV …Il a permis de poursuivre la miniaturisation au-delà de la limite de l'ArF à immersion (pas d'environ 80 nm) jusqu'à des pas de l'ordre de 20 nm, mais le nombre d'étapes, de masques et le coût augmentent fortement, ce qui a motivé l'introduction de la lithographie EUV.
Quelle description du double patterning (multipatterning) e…Ouverture numérique (NA) Dose MOL (middle-of-line) Plasma Profondeur de champ (DOF) Rugosité de bord de ligne (LER) OPC (correction optique de proximité) SADP (double patterning auto-aligné) Couche antireflet (BARC) EUV High-NA