EUV又遲到　專家看好“定向自組裝”

“你絕對(duì)不能忽視定向自組裝，”應(yīng)用材料公司(Applied Materials)公司一位技術(shù)專家Christopher Bencher說。在今年3月初的SPIE先進(jìn)微影大會(huì)中，Bencher建議，應(yīng)該將DSA從新興微影技術(shù)的列表移到‘現(xiàn)階段’的技術(shù)清單中。

在SPIE中，Bencher提出了與IBM共同研究、小于15nm半間距單元的自組裝圖案資料。Bencher指出，雖然微影專家們一直熱衷于DSA，但最大的考量仍然是缺陷密度。Bencher的專案展示了使用DSA在300mm晶圓上建構(gòu)12nm線路/空間(line/space)架構(gòu)，而‘差排’(dislocation)缺陷僅不到1%。

該專案也針對(duì)數(shù)以百計(jì)的粒子缺陷進(jìn)行了測(cè)量，然而，據(jù)Bencher表示，由于使用DSA所導(dǎo)致的粒子缺陷，與使用任何新制程技術(shù)所面臨的并無不同，而且，透過在晶圓廠進(jìn)行更好的過濾，還能進(jìn)一步減少粒子缺陷。Bencher的專案主要針對(duì)差排缺陷，因?yàn)檫@是新型的、DSA固有的缺陷，他表示。

“能夠更好地控制缺陷，為我們指明了讓DSA技術(shù)更加可行的發(fā)展方向，”Bencher說。

DSA技術(shù)是將塊狀共聚合物(block copolymer)或是聚合物混合物(polymer blend)沉積在基板上，通常采用旋轉(zhuǎn)涂布，并經(jīng)由退火過程以‘指揮’其形成有序的結(jié)構(gòu)。研究人員指出，DSA相容于傳統(tǒng)的193nm微影設(shè)備，不再需要雙重曝光步驟。

DSA在2007年首次以關(guān)鍵層微影領(lǐng)先技術(shù)之潛力解決方案的角色出現(xiàn)在國際半導(dǎo)體技術(shù)藍(lán)圖(ITRS)。該技術(shù)也被認(rèn)為能作為下一代微影候選技術(shù)的補(bǔ)充，如超紫外光(EUV) 微影和奈米壓印微影等。

但即使是最熱心的支持者也不得不承認(rèn)，就算是在最佳情況下，DSA技術(shù)也得經(jīng)過很多年才能被用于CMOS量產(chǎn)。在DSA技術(shù)必須克服的數(shù)百種量產(chǎn)障礙中，缺陷密度僅是其中一種而已。

材料供應(yīng)商JSR Micro Inc.研發(fā)總監(jiān)Yoshi Hishiro預(yù)估，DSA要用于利基型CMOS的量產(chǎn)至少還要2~3年。

SPIE的與會(huì)者對(duì)EUV技術(shù)前景憂心忡忡。EUV一直被認(rèn)為是取代光學(xué)微影的領(lǐng)先技術(shù)。英特爾希望在10nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)使用EUV技術(shù)，但稍早前該公司的微影技術(shù)總監(jiān)稱EUV趕不上10nm設(shè)計(jì)規(guī)則的定義腳步(參考：英特爾：EUV技術(shù)恐趕不上10nm節(jié)點(diǎn)進(jìn)度)。EUV微影工具的發(fā)展時(shí)程仍然落后，幾位出席SPIE的專家們也對(duì)EUV仍然在處理‘基礎(chǔ)物理’問題深表關(guān)切。

DSA可能應(yīng)用在殊領(lǐng)域

就算EUV技術(shù)無法順利商用化，仍然有一些技術(shù)可用于未來的晶片微縮，其中便包含了DSA。但部份業(yè)界人士認(rèn)為，即使EUV已用于高階、主流邏輯晶片的量產(chǎn)，DSA和其他技術(shù)仍然可望在未來發(fā)揮其他作用。

“如果自組裝邁向商業(yè)化，它可以在一些領(lǐng)域盡情發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，”JSR Micro Inc.總裁Eric Johnson說。Johnson建議，DSA擁有比EUV量產(chǎn)成本更低得多的潛在優(yōu)勢(shì)，它應(yīng)該能用在更多領(lǐng)域，如用于具有固定電路架構(gòu)、對(duì)成本敏感的快閃記憶體量產(chǎn)，DSA對(duì)這類市場(chǎng)應(yīng)該很有吸引力。

JSR稍早前才針對(duì)次20nm半間距節(jié)點(diǎn)推出了DSA技術(shù)，這是該公司與IBM研發(fā)協(xié)議的一部份。盡管目前大多數(shù)已知的DSA研究都是運(yùn)用塊狀共聚合物(block copolymer)，但JSA采用共混聚合物，以達(dá)到更高的穩(wěn)定性，而且有能力進(jìn)行濕式蝕刻處理，Hishiro表示。

DSA在去年的SPIE先進(jìn)微影大會(huì)上曾造成轟動(dòng)，有超過 10篇論文以此為主題。今年其熱門程度不減，包括應(yīng)用材料的Bencher在內(nèi)，一些專家都建議應(yīng)該將該技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)移到商用開發(fā)領(lǐng)域。

“我對(duì)最近該技術(shù)的進(jìn)展相當(dāng)滿意，”JSR的Johnson說?！白罱倪M(jìn)展相當(dāng)令人振奮?！?/p>

除了Bencher的演說，其他參與SPIE的專家還包括IBM的Joy Cheng、JSR Micro的Hayato Namai和威斯康辛大學(xué)的Charlie Liu，均詳細(xì)報(bào)告了DSA研究的進(jìn)展。Cheng特別介紹了IBM與加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校共同進(jìn)行的專案中，對(duì)制程窗口和關(guān)鍵尺寸一致性所做出的改良。

麻州大學(xué)教授Thomas Russell詳細(xì)描述了使用DSA建構(gòu)可測(cè)量完美架構(gòu)過程中所遭遇的挑戰(zhàn)。Russell提出了幾項(xiàng)主要挑戰(zhàn)，并表示就DSA所能建構(gòu)的最小架構(gòu)而言，也許存在著基本局限。

Russell還指出，在研究方向轉(zhuǎn)移到更小尺寸架構(gòu)和薄膜之際，要達(dá)到蝕刻對(duì)比也更加困難。“我認(rèn)為這將會(huì)是一大挑戰(zhàn)，”他說。

編譯： Joy Teng

(參考原文： Momentum builds for directed self-assembly ，by Dylan McGrath)