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imec的18nm节线周期光栅结构

发布于：2024-06-06 编辑：匿名来源：网络

在2018年SPIE先进光刻技术大会上，纳米电子和数字技术研究与创新的领导者imec首次展示了量产条件下的定向自组装（DSA）技术如下，采用基于高χBCP嵌段共聚物的工艺技术，实现了18nm细间距的线/空间图案。

使用优化的干法蚀刻化学物质成功地将图案转移到下面的厚 SiN 层中，这将有助于进一步检测缺陷。

这些结果证实了 DSA 提高传统自上而下图案化能力并实现 2 纳米以下技术节点制造的潜力。

Imec 展示 18 纳米节距线/空间图案化在 SPIE 高级光刻会议上，纳米电子学和数字技术领域领先的研究和创新中心imec 首次展示了定向自组装 (DSA) 通过节距小至 18nm，在大批量制造 (HVM) 条件下使用基于高 chi 嵌段共聚物 (high-χ BCP) 的工艺。

采用优化的干法蚀刻化学方法成功地将图案转移到下面的厚 SiN 层中，这将实现进一步的缺陷检查。

这些结果证实了 DSA 在亚 2 纳米技术节点的工业制造中补充传统自上而下图案化的潜力。

imec的18nm节线周期光栅结构

器件的进一步小型化将需要对关键节距低于 20 纳米的特征进行图案化。

对于这些小特征尺寸，传统的自上而下的光刻图案越来越面临挑战解决了感光材料与光反应所固有的问题，例如随机印刷失败和线边缘/线宽度粗糙度 (LER/LWR)。

从那时起，业界开始对替代的自下而上图案化方法产生兴趣，例如定向自组装 (DSA)，作为补充和进一步扩展基于光刻的图案化的潜在途径。

DSA 使用嵌段共聚物的微相分离(BCP) 定义模式。

该图案可以通过调整聚合物的成分和尺寸来设计。

通过使用线条/空间或孔的预图案，可以进一步引导组装。

这导致最终的规则纳米尺寸图案具有比引导模板更紧密的节距（30-5nm）。

在中，imec 可以根据 PS-b-PMMA 嵌段共聚物的 DSA 生成具有低且稳定的缺陷率（即桥和位错）的 28nm 节距线/空间图案。

根据这些经验教训，imec 现在已将重点转向使用第二代嵌段共聚物（即来自imec 的 DSA 材料合作伙伴（德国达姆施塔特的 Merck KGaA、德国 Brewer）的高 χ BCP）开发 DSA 工艺，以实现亚 20nm 节距图案化。

Science Inc.、日产化学株式会社、东京应化工业株式会社）。

该图案是通过浸没式光刻印刷的 90nm 全节距引导图案制备的。

在 HVM 友好轨道（SCREEN Semiconductor Solutions Co., Ltd.）上进行 60 秒高 χ BCP 自组装后，在最佳情况下，18nm 节距 L/S 图案中未检测到位错。

imec 探索性图案材料团队负责人 Hyo Seon Suh 表示：“随后将高纵横比线转移到底层材料堆栈中非常具有挑战性。

” “第一步，我们使用具有优化蚀刻选择性的干法蚀刻工艺蚀刻了 BCP 的一个块。

打开该块后，将另一个块转移到底层堆栈，用作进一步图案化 SiN 层的硬掩模。

与 Tokyo Electron Ltd. 密切合作开发的定制干法蚀刻化学物质使 18nm 线/空间图案能够成功转移到足够深的 SiN 层中，以便进行后续缺陷检查，而不会出现明显的线摆动或线塌陷。

”在下一阶段，该图案层将用于建立缺陷检测和 LER/LWR 测量的计量“近年来，DSA 吸引了巨大的工业兴趣，它已发展成为一个由大学、计量学家、材料和设备组成的宝贵生态系统供应商。

我们的 DSA 生态系统对于我们迄今为止所取得的成果至关重要。

”imec 高级图案化工艺和材料副总裁 Steven Scheer 说道。

“我们首次展示了 DSA 超越 20nm 线距/间距的能力。

该过程可按梯度向更小的间距扩展最终提高 BCP 的 χ 值。

我们相信，这种自下而上的技术能够补充传统的自上而下的图案化方案，或者与 EUV 光刻结合使用，对 18nm 的自上而下（左）和横截面（右）SEM 图像的最关键特征进行图案化高 χ DSA 和随后蚀刻到目标 SiN 层后的线/空间图案。

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