Nach der Demonstration von metallisierten Leitungsstrukturen mit einem Pitch von 20 nm auf der SPIE Advanced Lithography and Patterning 2025 im Februar 2025 erreicht imec nun Leitungsstrukturen mit einem Pitch von 20 nm und einer kritischen Dimension (CD) von 13 nm von Spitze zu Spitze (T2T) mit einem einzigen Belichtungsschritt der High-NA-EUV-Lithografie. Für die 13-nm-T2T-Strukturen wurde eine lokale CD-Gleichmäßigkeit (LCDU) von nur 3 nm gemessen, was einen Meilenstein in der Branche darstellt. Die Ergebnisse wurden mit einem Metalloxid-Resist (MOR) erzielt, der gemeinsam mit der Unterschicht, der Form der Beleuchtungspupille und der Maskenauswahl optimiert wurde.
Steven Scheer, Senior Vice President Compute System Scaling bei imec: „Die Realisierung dieser Logikdesigns mit einer einzigen High-NA-EUV-Lithografie reduziert die Verarbeitungsschritte im Vergleich zum Multi-Patterning, senkt die Herstellungskosten und die Umweltbelastung und verbessert die Ausbeute. Diese Ergebnisse unterstützen die Damaszener-Metallisierung, den Industriestandard für die Herstellung von Verbindungen. T2T-Strukturen sind ein wesentlicher Bestandteil der Verbindungsschichten, da sie eine Unterbrechung der eindimensionalen Metallbahnen ermöglichen. Um die Logik-Roadmap bei einem Metallabstand von 20 nm zu erfüllen, wird erwartet, dass der T2T-Abstand auf 13 nm und darunter skaliert wird, wobei die funktionalen Verbindungen erhalten bleiben. Es werden derzeit Entwicklungen vorangetrieben, um die T2T-Abmessungen weiter zu skalieren, mit vielversprechenden Ergebnissen für 11 nm T2T, und um die Strukturen in eine darunterliegende Hartmaske zu übertragen – was echte (doppelte) Damaszener-Verbindungen ermöglicht.“
Um eine Metallisierung unter 20 nm zu ermöglichen, wird die Industrie wahrscheinlich auf alternative Metallisierungsverfahren umsteigen. Als zweite Errungenschaft demonstriert imec die Kompatibilität des direkten Metallätzens (DME) von Ruthenium (Ru) mit der Single-Exposure-High-NA-EUV-Lithografie. Wir haben Ru-Leitungen mit einem Abstand von 20 nm und 18 nm realisiert, darunter 15-nm-T2T-Strukturen und funktionale Verbindungen mit geringem Widerstand. Für die metallisierten Leitungsstrukturen mit 20 nm Pitch wurde eine elektrische Testausbeute von 100 % erzielt.
Steven Scheer: „Nach der Eröffnung des gemeinsamen ASML-imec-High-NA-EUV-Labors in Veldhoven, Niederlande, haben imec und sein Partner-Ökosystem große Fortschritte bei der Weiterentwicklung der High-NA-EUV-Lithografie und der Einführung der Industrie in das Angström-Zeitalter gemacht – unterstützt durch drei Jahre Vorbereitung des Ökosystems. Die vorgestellten Ergebnisse markieren einen neuen Meilenstein und unterstreichen die Führungsrolle von imec in der Lithografie-Forschung und -Entwicklung. Sie spielen auch eine entscheidende Rolle bei der Verwirklichung der Ziele des European Chips Act, Logiktechnologieknoten unter 2 nm zu ermöglichen. In enger Zusammenarbeit mit dem imec-ASML High NA EUV-Ökosystem, zu dem führende Chiphersteller, Ausrüstungs-, Material- und Resist-Lieferanten, Maskenhersteller und Messtechnik-Experten gehören, optimieren wir gemeinsam weiterhin die High NA EUV-Lithografie und -Strukturierung zur Unterstützung der Logik- und Speicher-Roadmaps.“
Über imec
Imec ist ein weltweit führendes Forschungs- und Innovationszentrum für Nanoelektronik und digitale Technologien. Imec nutzt seine hochmoderne F&E-Infrastruktur und sein Team von mehr als 6.000 Mitarbeitern und Spitzenforschern für die Forschung und Entwicklung in den Bereichen fortschrittliche Halbleiter- und Systemskalierung, Siliziumphotonik, künstliche Intelligenz, 5G-Kommunikation und Sensortechnologien sowie in Anwendungsbereichen wie Gesundheit und Biowissenschaften, Mobilität, Industrie 4.0, Agrar- und Lebensmittelindustrie, Smart Cities, nachhaltige Energie, Bildung usw. Imec vereint weltweit führende Unternehmen aus der Halbleiter-Wertschöpfungskette, in Flandern ansässige und internationale Technologie-, Pharma-, Medizin- und IKT-Unternehmen, Start-ups sowie Hochschulen und Wissenszentren. Imec hat seinen Hauptsitz in Leuven (Belgien) und verfügt über Forschungsstandorte in Belgien, den Niederlanden, Großbritannien und den USA sowie Vertretungen auf drei Kontinenten. Im Jahr 2024 belief sich der Umsatz (P&L) von imec auf insgesamt 1,034 Milliarden Euro.
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Weiterführende Links
👉 www.imec-int.com
Foto: imec
