超級(jí)光阻劑可望實(shí)現(xiàn)10nm節(jié)點(diǎn)EUV微影

在英特爾(Intel)與美國(guó)能源部(DoE)勞倫斯柏克萊國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(Lawrence Berkeley National Lab；LBNL)的合作下，已經(jīng)發(fā)展出一種全新的超級(jí)光阻劑(super-resist)，可望滿足10nm及其以下先進(jìn)制程節(jié)點(diǎn)使用超紫外光 (EUV)微影的光源要求。

為了避免損壞晶片， EUV 光源必須設(shè)計(jì)得像飛秒(femto second)般地快速閃爍，但只有非常敏感的光阻劑能符合這么短的曝光時(shí)間要求。

遺憾的是，光阻劑的這種需求，以及為了實(shí)現(xiàn)更高解析度與機(jī)械穩(wěn)定度，必須要有更長(zhǎng)的曝光時(shí)間。因此，英特爾與柏克萊實(shí)驗(yàn)室的任務(wù)在于創(chuàng)造一種能夠?yàn)镋UV實(shí)現(xiàn)高解析但又具有高靈敏度的超級(jí)光阻劑。

“目前的光阻劑著重于機(jī)械穩(wěn)定性的交聯(lián)反應(yīng)，但其靈敏度較低，使其僅適用于電子束微影。目前在進(jìn)行光學(xué)微影時(shí)使用具有更高靈敏度的增強(qiáng)型光阻劑，”柏克萊實(shí)驗(yàn)室分子鑄造所首席科學(xué)家Paul Ashby表示，“因此，我們的想法是稀釋交聯(lián)反應(yīng)并添加至光阻劑上，使其得以兼具高靈敏度與機(jī)械穩(wěn)定度的優(yōu)點(diǎn)。”

新型的光阻劑是專(zhuān)為需要兼具靈敏度與機(jī)械穩(wěn)定度的EUV微影而設(shè)計(jì)，但研究人員們也希望新的光阻劑能改善線邊緣粗糙度，這一點(diǎn)在10nm及其以下先進(jìn)制程變得越來(lái)越重要。

柏克萊實(shí)驗(yàn)室的Paul Ashby與Deirdre Olynick

“高解析度、線邊緣粗糙度，以及靈敏度是目前在微影技術(shù)領(lǐng)域最重要的三項(xiàng)特性，因此我們想同時(shí)改善這三點(diǎn)，”Ashby指出，“通常在靈敏度與解析度或線邊緣粗糙度之間存在著折衷。但我們想試著保有高靈敏度的光阻劑，同時(shí)將解析度推向極致。”

與柏克萊實(shí)驗(yàn)室EUV先進(jìn)光源合作在實(shí)驗(yàn)室證實(shí)這個(gè)概念后，仍有待光阻劑制造商進(jìn)行行大量的工作，才能使配方具有商用的可行性。所幸他們還有幾年的時(shí)間來(lái)改善商用化版本，因?yàn)榇蠖鄶?shù)的估計(jì)預(yù)測(cè) EUV 技術(shù)至少要到2017年之后才能準(zhǔn)備好大規(guī)模量產(chǎn)。

相較于高濃度交聯(lián)劑(右)需要更長(zhǎng)、更昂貴的曝光時(shí)間，超級(jí)光阻劑使用濃度較小的交聯(lián)劑(左)，因而能塑造出較小化的功能

未來(lái)，柏克萊實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃藉由累積數(shù)據(jù)來(lái)擴(kuò)展EUV的研究，以及針對(duì)高密度EUV光源遇到新光阻劑產(chǎn)生的化學(xué)副產(chǎn)品提出理論。他們已經(jīng)調(diào)整出最佳配方，即使是被縮小至更小寬度時(shí)也可生產(chǎn)更平滑的線條。

“我們想知道的是如何實(shí)現(xiàn)高解析度與低線性粗糙度的機(jī)制，以及基于我們的研究結(jié)果設(shè)計(jì)出更好的光阻劑，”Ashby說(shuō)。

共同進(jìn)行這項(xiàng)研究的成員還包括科學(xué)家Deirdre Olynick與博士后研究員Prashant Kulshreshtha，并由英特爾、JSR Micro以及能源部科學(xué)辦公室(基礎(chǔ)能源科學(xué))等單位贊助。獲利表現(xiàn)。