imec突破High-NA EUV極限 光阻材料將一路延續至埃米世代

比利時微電子研究中心(imec)宣布攜手ASML及材料供應商，在High-NA EUV微影技術再取得進展。將產業沿用多年的化學放大阻劑(CAR)，完成22奈米間距導線的單次圖形化，並驗證多種接近實際晶片設計的複雜結構，顯示成熟CAR光阻技術有望延伸至A14、A10等埃米世代，應用於部分關鍵金屬層與通孔層。

隨著先進製程持續微縮，傳統0.33NA EUV在部分高密度層已逐步逼近單次曝光極限，未來若要製作更細線路，可能需要透過多重圖形化增加曝光與蝕刻次數。High-NA EUV則藉由提高數值孔徑，提升解析能力，目標是在更小尺寸下仍可維持單次曝光，降低製程複雜度及多次曝光帶來的對位誤差。

不過，曝光機解析度提升後，光阻材料是否能同步支援更細微圖形，一直是High-NA EUV量產的重要挑戰。化學放大阻劑是目前半導體業長期使用的成熟技術，具備穩定度高、供應鏈完整與量產經驗豐富等優勢，但過去業界普遍關注，其在極小尺寸下是否會面臨圖形粗糙、斷線或橋接等問題。

imec此次公布的成果顯示，經過材料與蝕刻製程共同優化後，CAR的微縮能力仍有進一步延伸空間。imec已利用High-NA EUV單次曝光，成功完成22奈米導線/間距圖形，較先前驗證的28奈米間距再進一步縮小。

除了規則性線路外，imec此次也將測試範圍擴展到更貼近實際邏輯晶片的複雜圖形，包括蛇形與叉形電性測試結構、SRAM布局、邏輯金屬佈線，以及28奈米中心間距的通孔結構，並取得良好的圖形保真度。

imec指出，相關成果顯示High-NA EUV搭配CAR，有機會應用在A14、A10邏輯節點的部分關鍵元件層，包括第二金屬層(M2)、通孔層，以及連接電晶體源極、汲極與第一金屬層的金屬擴散層。

事實上，imec先前已透過電性測試，驗證High-NA EUV搭配CAR可製作28奈米間距金屬線，並在長達1.8公尺的金屬化測試結構上取得具發展潛力的組合良率，證明相關技術不只停留在圖形成像階段，也具備進一步朝電性與量產驗證推進的潛力。

此次進一步將間距縮小至22奈米，也代表CAR突破過去0.33NA EUV單次圖形化被認為存在的微縮極限。相較全面更換新型光阻材料，若現有CAR平台可持續沿用，將有助降低High-NA EUV導入新材料與新製程的複雜度，並延續既有成熟供應鏈。

imec圖形化技術研究計畫研發副總Geert Vandenberghe表示，CAR是半導體產業沿用數十年的成熟技術，穩定性及可製造性均已經過長期驗證，最新研究結果顯示，CAR在High-NA EUV時代仍具有相當大的應用價值。

從產業角度來看，High-NA EUV真正的效益不僅在於能夠印出更小尺寸圖形，更在於有機會將原本需要兩次甚至多次曝光的關鍵製程，重新整合為單次圖形化。若能減少曝光、蝕刻與對位次數，可望降低製程複雜度與overlay誤差，並改善先進製程的製造效率。