EUV光刻，被忽略的难题

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要点总结:

• 随着间距尺寸的减小，EUV 光刻面临着电子模糊、随机性和偏振的挑战。

• 电子模糊导致的对比度损失约为 50%，显著影响随机波动。

• 偏振效应正日益成为一个令人担忧的问题，导致图像质量下降。

随着间距的不断缩小，电子模糊、随机性和现在的偏振，都在 EUV 光刻中产生越来越强的影响。

随着 EUV 光刻技术的不断发展，目标是越来越小的间距，新的物理限制不断涌现，成为强大的障碍。长期以来，随机效应已被认为是关键挑战，而电子模糊最近也得到了深入研究 3，现在偏振效应正日益成为图像质量下降的一个令人担忧的问题。随着行业向 2nm 节点迈进，这些影响形成了一场完美风暴，威胁着 EUV 印刷特征的质量。模糊和偏振导致的对比度损失使得随机波动更有可能跨越印刷阈值。

图 1 显示了在 0.55 NA EUV 光刻系统上，18 nm 间距的偏振、模糊和随机性的综合影响。偶极子引起的衰减 6 被忽略，因为它是一个相对较小的影响。如果假设非偏振光 5，则对比度损失为 14%，但电子模糊对加剧图像中的随机电子行为的影响更为显著。总对比度损失是通过将偏振引起的对比度降低与电子模糊引起的对比度降低相乘得到的。

图 1. 0.55 NA 13.5 nm 波长 EUV 光刻系统投影的 9 nm 半间距图像。不包括图像衰减 。右侧显示了假设的电子模糊。中心处的随机电子密度图假设非偏振光。假设使用 20 nm 厚的金属氧化物光刻胶(20/um 吸收)。

边缘“粗糙度”非常严重，足以被视为缺陷。随机波动跨越印刷阈值的概率不可忽略。随着间距的减小，我们应该预期这种情况会变得更糟，因为电子模糊的影响更加严重，以及非偏振光导致的对比度损失。

图 2. 图像对比度的降低随着间距的减小而恶化。电子密度中的随机波动也相应地变得更加严重。除了间距之外，使用的假设与图 1 相同。

请注意，即使对于 14 nm 间距的情况，从 TE 偏振到非偏振导致的 23% 的对比度损失仍然小于电子模糊导致的对比度损失。随着间距的不断减小，偏振的影响将增加，同时模糊的影响也将增加。正如上述示例中提到的，尽管偏振被光刻界认为是日益令人担忧的问题，但电子模糊导致的对比度降低仍然更为显著。因此，我们必须预期对 EUV 特征可印刷性和随机图像波动的任何有用的分析都应包含一个现实的电子模糊模型。

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