於2025年國際光電工程學會(SPIE)光罩技術暨極紫外光微影會議(美國加州蒙特雷市)上,比利時微電子研究中心(imec)發表了兩項有關單次壓印極紫外光(EUV)微影的突破性進展:(1)間距為20奈米的導線圖形,包含與鑲嵌金屬化製程相關的13奈米圖形端到端(tip-to-tip,簡稱為T2T)關鍵尺寸(CD),以及(2)在20奈米間距下,利用直接金屬蝕刻(direct metal etch)製程取得的釕(Ru)導線電性測試(electrical test)結果。
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| 利用直接金屬蝕刻,經單次曝光High-NA EUV微影所製出的18奈米間距釕(Ru)導線。 |
這些成果部分由歐盟的奈米晶片試驗製程來推動實現,不僅為推進High-NA EUV圖形化的單次壓印性能立下重大里程碑,也突顯imec與艾司摩爾(ASML)之間的夥伴關係對推動High-NA EUV進入量產的更廣大生態系統所發揮的關鍵作用,突破2奈米以下的邏輯技術發展途徑。
imec在今年2月舉行的SPIE先進微影成形技術會議(Advanced Lithography and Patterning Conference)展示20奈米間距的金屬化導線結構後,如今運用單次曝光High-NA EUV微影步驟,實現包含13奈米T2T關鍵尺寸的20奈米間距導線圖形。針對13奈米的T2T結構,已測得最小只有3奈米的局部關鍵尺寸一致度(local CD uniformity),立下業界里程碑。這些成果利用金屬氧化物阻劑(MOR)來實現,該阻劑透過塗佈底層、光瞳形照明與光罩選擇來進行協同優化。
為了把金屬導線微縮到20奈米以下,業界未來可能會改用替代的金屬化方案。imec的第二項成果是展示釕(Ru)直接金屬蝕刻與單次曝光High-NA EUV微影的相容性。我們成功製出20奈米與18奈米間距的釕(Ru)導線,其中包含15奈米T2T結構與功能正常的內連導線,並達到低電阻。在20奈米間距的金屬化導線結構方面則取得了100%的電氣測試良率。