Pt-W-Legierungen: Der Schlüssel zur Bewältigung der 3D-Maskeneffekte bei High-NA-EUV-Lithografie

In der Welt der Halbleiterfertigung markiert die Einführung der High-NA-EUV-Lithografie (0,55 NA) einen technologischen Wendepunkt. Da die numerische Apertur steigt, werden die Einfallswinkel des Lichts flacher, was unweigerlich zu den berüchtigten '3D-Maskeneffekten' führt. Die Dicke des Absorbers auf der EUV-Maske spielt hierbei eine entscheidende Rolle für die Abbildungstreue. Forscher der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) und der Universität Jilin haben nun mit der Untersuchung von Platin-Wolfram-Legierungen (Pt-W) einen vielversprechenden Weg aufgezeigt, um die Dicke der Absorberschichten signifikant zu reduzieren. Traditionelle EUV-Masken verwenden häufig Tantal-basierte Absorber. Doch bei kleineren Strukturgrößen und höheren Winkeln führt die Dicke dieser Schichten zu Schatteneffekten und einer Verringerung des Bildkontrasts. Hier setzt das Pt-W-Material an: Durch eine höhere Extinktionskoeffizienten-Effizienz ermöglicht die Legierung dünnere Schichten bei gleichbleibender oder verbesserter Stopp-Funktion. Dies reduziert die parasitären 3D-Effekte und verbessert die Prozessfenster für die nächste Generation von Strukturgrößen unter 3nm. Die Auswirkungen auf die Industrie sind weitreichend. Die Fähigkeit, dünnere Masken herzustellen, ist eine Voraussetzung für die kommerzielle Rentabilität der High-NA-EUV-Lithografie. Wenn Pt-W als Standard etabliert werden kann, könnten Chiphersteller wie TSMC, Samsung und Intel ihre Ausbeuten (Yields) bei den komplexesten Schichten der Logik- und Speicherfertigung deutlich stabilisieren. Aus supply-chain-technischer Sicht bedeutet dies eine Neuausrichtung bei den Maskenherstellern wie Hoya oder AGC, da neue Abscheidungs- und Ätzprozesse für das Edelmetall-Legierungssystem qualifiziert werden müssen. Zwar ist Platin ein teures Material, doch der Gesamtnutzen durch höhere Ausbeute und präzisere Strukturierung wiegt die Materialkosten bei weitem auf. Für die zukünftige Entwicklung bedeutet dies, dass wir eine verstärkte Diversifizierung bei den Absorbermaterialien sehen werden. Weg von universellen Lösungen, hin zu maßgeschneiderten Materialsystemen, die speziell darauf ausgelegt sind, die physikalischen Limitationen von hochauflösenden optischen Systemen auszugleichen. Dieser Fortschritt ist ein essenzieller Baustein, um das Mooresche Gesetz über die 2nm-Marke hinaus am Leben zu erhalten.