比利時微電子研究中心（imec）日前發布重大消息，宣布其在高數值孔徑極紫外曝光（High NA EUV）單次圖形化技術上取得了新的突破性里程碑，代表著High NA EUV圖形化能力向A10及更先進邏輯節點邁進的強大實力，同時也強調了Imec在曝光為影技術研發領域的領先地位。
本次成果在2025年SPIE光罩技術+ EUV曝光大會（SPIE Photomask Technology + EUV Lithography Conference）上公開展示，其中包括兩項關鍵突破。首先，在與鑲嵌（damascene）金屬化相關的製程中，成功實現了20奈米間距的線結構，其尖端至尖端（Tip-to-Tip, T2T）臨界尺寸（CD）達到了13奈米。其次，透過直接金屬蝕刻（Direct Metal Etch, DME）製程，獲得了釕（Ru）線路的電性測試結果。
在13奈米T2T臨界尺寸結構達成產業里程碑上，過去imec在2025年2月的SPIE先進曝光與圖形化會議上展示了20奈米間距金屬化線結構。在此基礎上，Imec現已透過單次曝光的High NA EUV曝光步驟，成功達成了20奈米間距的線結構，並將尖端至尖端（T2T）的臨界尺寸（CD）縮小至13奈米。
在這些13奈米的T2T結構中，所測得的局部CD均勻度（LCDU）低至3奈米，這項數據被視為一項業界里程碑。imec計算系統擴展資深副總裁Steven Scheer指出，使用單次曝光High NA EUV曝光技術達成這些邏輯設計，相較於多重圖形化（multi-patterning）技術，能夠減少處理步驟。這項優勢直接帶來了降低製造成本、改善良率，以及減少環境影響的多重效益。
▲重大成果凸顯了 imec High NA EUV生態系統在將High NA EUV圖案化技術推向 A10 及更高邏輯節點方面的實力
這些結支持了互連線製造的業界標準—鑲嵌金屬化（damascene metallization）。T2T臨界結構是互連層中不可或缺的一部分，因為它們允許中斷線性的金屬軌道。為了滿足20奈米金屬間距的邏輯製程藍圖要求，T2T臨界尺寸距離預計必須縮小至13奈米或更小，同時仍需保持功能性互連線路的性能。
目前，imec正持續進行開發工作，以進一步縮小T2T尺寸，並已獲得11奈米T2T臨界尺寸的良好發展結果。此外，相關結構正在努力轉移至下層硬光罩（underlying hard mask）中，以實現真正的（雙）鑲嵌互連線。為了達成這些成果，Imec採用了金屬氧化物光阻劑（metal oxide resist, MOR），並與底層、照明瞳孔形狀（illumination pupil shape）和光罩選擇進行了協同優化（co-optimized）。
然後在直接金屬蝕刻（DME）與釕線路的高良率互連方面，隨著產業前進到20奈米以下的金屬化製程，業界可能需要轉向替代性的金屬化方案。作為imec的第二項重大成就，他們展示了釕（Ru）的直接金屬蝕刻（DME）技術，與單次曝光High NA EUV曝光技術的相容性。
藉由DME製程，imec成功達成20奈米及18奈米間距的釕線路，其中包括15奈米T2T臨界尺寸結構。這些成果還包括具有低電阻的功能性互連線。值得注意的是，針對20奈米間距的金屬化線結構，imec取得了100%的電性測試良率。
imec所取得的重大成果，部分受惠於歐盟的NanoIC測試產線（NanoIC pilot line）的支援。這些成果不僅標誌著High NA EUV單次曝光能力的重要進展，同時也凸顯了Imec與ASML之間合作關係的關鍵作用。這種夥伴關係對於推動更廣泛的生態系統至關重要，該生態系統正在驅動High NA EUV向高量產製造的轉型，進而解鎖2奈米以下（sub-2nm）邏輯技術藍圖。
Steven Scheer提到，自從位於荷蘭費爾德霍芬（Veldhoven）的ASML-imec聯合High NA EUV實驗室啟用以來，Imec及其合作夥伴生態系統在發展High NA EUV曝光方面獲得了重大的進展，並將產業推向了埃米時代（angstrom era）。另外，imec所展示的成果標誌著一個新的里程碑，再次證實了imec在曝光研發領域的領導地位。這些成就對於達到《歐洲晶片法案》（European Chips Act）中關於推動2奈米以下邏輯節點製程的目標，發揮著關鍵作用。
imec與ASML High NA EUV生態系統的緊密合作，囊括了領先的晶片製造商、設備供應商、材料和光阻劑供應商、光罩公司以及量測專家。透過與這些夥伴的聯合優化，Imec將持續支持邏輯和記憶體製程藍圖的進展。
(首圖來源：imec)
科技新報粉絲團
加入好友
訂閱免費電子報
