EUV-litografia-prosessi

Abstract

EUV-litografia on integroitujen piirien valmistusprosessin osavaihe. Sen avulla on mahdollista muodostaa edeltävää litografiatekniikkaa tarkempia geometrisiä kuvioita sekä tehdä rahallista optimointia. Tämä työ on kirjallisuusselvitys, joka etsii vastauksia kysymyksiin: Mitä on EUV-tekniikka? Miksi se on relevanttia? Miten uusi järjestelmä toimii? Miten tekniikka eroaa vanhasta tekniikasta? Mitkä ovat uuden tekniikan kriittiset muuttujat ja optimointitekijät? Mikä on EUV-tekniikan tulevaisuuden kehityssuunta? Lisäksi työ esittää käytetystä tekniikasta riippumattomat litografisten menetelmien kannalta oleelliset prosessivaiheet, teorian sekä kaavat. Työ on toteutettu tutkimalla avoimia sekä yliopiston lisenssin alaisia tiedonlähteitä. Työ käyttää lähteinään myös konferenssiesityksiä sekä valmistajien opetuksellista materiaalia. Tiedonhankinnassa on pyritty käyttämään mahdollisimman uusia informaatiolähteitä. Tämä on tehty, koska alan kehityksen on havaittu olevan nopeaa. Keskenään konfliktissa olevien lähteiden tapauk-sessa on luotettu ajallisesti uudempaan lähteeseen. Työ on rajattu käsittelemään ainoastaan litografiavaihetta. Tämän takia työ ei keskity integroidun piirin valmistamiseen, vaan ainoastaan kuvioinnin muodostamiseen. Tutkielma tulee siihen lopputulokseen, että EUV-tekniikka on aikaisempaa tekniikkaa kyvykkäämpi pienten kuvioiden valmistamisessa. EUV-tekniikka on relevanttia, koska vanha tekniikka ei kykene valmistamaan tulevaisuudessa tarvittuja piirejä. Uusi järjestelmä toimii vaihtamalla käytetyn valon aallonpituuden. Tämä johtaa muutoksiin laitteistossa. Suurimmat muutokset havaitaan optiikkapolulla, jossa siirrytään linsseistä peileihin, sekä valolähteessä, joka muuttuu laserista plasmaksi. EUV-prosessi eroaa vanhasta prosessista myös tapahtumaketjulla, jolla aikaan-saadaan resistin altistuminen. EUV-tekniikan kriittisiä muuttujia ovat numeerinen aukko, valolähteen teho, resistin kontrasti sekä z-tekijä. Näitä tekijöitä parantamalla nostetaan samanaikaisesti järjestelmän suoritustehoa, toistettavuutta sekä valmistettujen laitteiden simulaatiomallien paikkansapitävyyttä. Lisäksi kriittistä on piirikohtaisesti valita, käytetäänkö maskinsuojusta. Maskinsuojusta käytetään yleensä logiikkaelementtien valmistamisessa, mutta muistipiirien valmistuksessa se voidaan jättää pois. EUV-tekniikan seuraava kehitysaskel on siirtyminen korkean numeerisen aukon laitteistoon, jonka ennustetaan tapahtuvan massatuotannon osalta noin ajanjaksolla 2025–2026. EUV-tekniikan nähdään syrjäyttävän aikaisempi valmistusmenetelmä pienien laitteiden muodostamisessa. Kuitenkin nähdään, että suurempia yksityiskohtia on edelleen taloudellisempi valmistaa aikaisemmalla tekniikalla. Uusi ja vanha tekniikka tulevat täten toimimaan tulevaisuudessa rinnakkain.