Doorbraak in Dry-Deposition Resists: Een Paradigmaverschuiving voor EUV-Lithografie

De recente publicatie van onderzoekers verbonden aan imec, KU Leuven, VUB en Kunsan National University markeert een potentieel kantelpunt in de ontwikkeling van resistmaterialen voor de volgende generatie halfgeleiders. De studie naar gehalogeneerde amorfe zeolitische imidazolaat-frameworks (ZIFs) die via 'dry-deposition' worden aangebracht, onthult een intrigerend fenomeen: 'irradiation-source-dependent tone conversion'. Dit betekent dat hetzelfde materiaal zich anders gedraagt (positief of negatief) afhankelijk van of het wordt blootgesteld aan EUV-straling of elektronenstralen. Deze ontdekking is cruciaal voor de verdere opschaling van EUV-lithografie (Extreme Ultraviolet), aangezien de huidige resisttechnologieën tegen hun fysische en chemische limieten aanlopen. Vanuit een industrieel perspectief is de verschuiving van nat-chemische processen naar droge depositie-methoden essentieel. Traditionele vloeibare resist-coatings kampen met problemen zoals 'stiction' en onvoldoende dekking bij extreem kleine, complexe 3D-structuren. Droge depositie biedt een superieure uniformiteit en de mogelijkheid om dunnere, robuustere lagen aan te brengen. De impact op de supply chain is aanzienlijk: het verkleinen van de afhankelijkheid van complexe chemische oplosmiddelen en het stroomlijnen van de depositie-infrastructuur kan de doorlooptijden in de fab (cycle time) drastisch verkorten en de opbrengsten (yield) verhogen door minder defecten. Echter, het fenomeen van de 'tone conversion' brengt ook nieuwe uitdagingen met zich mee voor procesingenieurs. Het dwingt de industrie om de manier waarop maskers worden ontworpen en belichtingsstrategieën worden gekozen, opnieuw te evalueren. De mogelijkheid om met één type materiaal verschillende toon-gedragingen te induceren op basis van de energiebron, kan leiden tot uiterst flexibele 'multi-patterning' strategieën. De toekomst outlook is optimistisch; naarmate we richting sub-2nm nodes bewegen, zal de integratie van metal-organic resists (MOR) in combinatie met Atomic Layer Deposition (ALD)-achtige processen de standaard worden. Dit onderzoek onderstreept dat imec en haar partners de weg wijzen in het fundamenteel begrijpen van de interactie tussen fotonen/elektronen en nieuwe materialen, wat noodzakelijk is om de wet van Moore economisch levensvatbaar te houden. De industrie zal nauwlettend in de gaten houden hoe deze ZIF-gebaseerde resists zich vertalen van laboratoriumomgeving naar grootschalige HVM (High Volume Manufacturing) toepassingen.