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超級光阻劑可望在10nm節點實現EUV微影

上網時間: 2014年07月21日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:EUV  微影  光阻劑  電子束  super-resist 

在英特爾(Intel)與美國能源部(DoE)勞倫斯柏克萊國家實驗室(Lawrence Berkeley National Lab;LBNL)的合作下,已經發展出一種全新的超級光阻劑(super-resist),可望滿足10nm及其以下先進製程節點使用超紫外光(EUV)微影的光源要求。

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

遺憾的是,光阻劑的這種需求,以及為了實現更高解析度與機械穩定度,必須要有更長的曝光時間。因此,英特爾與柏克萊實驗室的任務在於創造一種能夠為EUV實現高解析但又具有高靈敏度的超級光阻劑。

「目前的光阻劑著重於機械穩定性的交聯反應,但其靈敏度較低,使其僅適用於電子束微影。目前在進行光學微影時使用具有更高靈敏度的增強型光阻劑,」柏克萊實驗室分子鑄造所首席科學家Paul Ashby表示,「因此,我們的想法是稀釋交聯反應並添加至光阻劑上,使其得以兼具高靈敏度與機械穩定度的優點。」

新型的光阻劑是專為需要兼具靈敏度與機械穩定度的EUV微影而設計,但研究人員們也希望新的光阻劑能改善線邊緣粗糙度,這一點在10nm及其以下先進製程變得越來越重要。

柏克萊實驗室的Paul Ashby與Deirdre Olynick
柏克萊實驗室的Paul Ashby與Deirdre Olynick
(來源:Roy Kaltschmidt, Berkeley Lab)

「高解析度、線邊緣粗糙度,以及靈敏度是目前在微影技術領域最重要的三項特性,因此我們想同時改善這三點,」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,同時將解析度推向極緻。」

與柏克萊實驗室EUV先進光源合作在實驗室證實這個概念後,仍有待光阻劑製造商進行行大量的工作,才能使配方具有商用的可行性。所幸他們還有幾年的時間來改善商用化版本,因為大多數的估計預測 EUV 技術至少要到2017年之後才能準備好大規模量產。

超級光阻劑使用濃度較小的交聯劑
相較於高濃度交聯劑(右)需要更長、更昂貴的曝光時間,超級光阻劑使用濃度較小的交聯劑(左),因而能塑造出較小化的功能
(來源:PRASHANT Kulshreshtha, Berkeley Lab)

未來,柏克萊實驗室計劃藉由累積數據來擴展EUV的研究,以及針對高密度EUV光源遇到新光阻劑產生的化學副產品提出理論。他們已經調整出最佳配方,即使是被縮小至更小寬度時也可生產更平滑的線條。

「我們想知道的是如何實現高解析度與低線性粗糙度的機制,以及基於我們的研究結果設計出更好的光阻劑,」Ashby說。

共同進行這項研究的成員還包括科學家Deirdre Olynick與博士後研究員Prashant Kulshreshtha,並由英特爾、JSR Micro以及能源部科學辦公室(基礎能源科學)等單位贊助。

編譯:Susan Hong

(參考原文:Intel Readies Super-Resist for EUV,by R. Colin Johnson)





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