imec采用High-NA EUV技術 展示邏輯與DRAM架構

比利時微電子研究中心（imec），在荷蘭費爾德霍溫與艾司摩爾（ASML）合作建立的高數值孔徑極紫外光（high-NA EUV）微影實驗室中，利用數值孔徑0.55的極紫外光曝光機，發表了曝光后的圖形化組件結構。在單次曝光后，9納米和5納米（間距19納米）的隨機邏輯結構、中心間距為30納米的隨機通孔、間距為22納米的二維特征，以及間距為32納米的動態隨機存取內存（DRAM）專用布局全部成功成形，采用的是由imec與其先進圖形化研究計劃伙伴所優化的材料和基線制程。透過這些研究成果，imec證實該微影技術的生態系統已經準備就緒，能夠實現高分辨率的high NA EUV單次曝光。
 

(a)imec為DRAM應用展示電荷儲存節點連接墊與位線周邊電路的整合;(b)圖形轉移后的9納米及5納米隨機邏輯結構（間距為19納米）。
由艾司摩爾與imec共同成立于荷蘭費爾德霍溫的High NA EUV微影實驗室在近期啟用后，客戶現在可以使用TWINSCAN EXE:5000高數值孔徑極紫外光曝光機來開發非公開的high NA EUV應用案例，這些案例也能運用客戶各自的設計規則和布局。
imec成功利用單次曝光，形成間隔為9納米與半線寬為5納米的隨機邏輯結構，相當于間距為19納米，圖形頂端（tip-to-tip）的間距達到20納米以下。中心間距為30納米的隨機通孔充分展示了絕佳的圖形保真度與關鍵尺寸均勻度。此外，間距為22納米的二維特征也展現了杰出的性能，突顯了利用高數值孔徑微影技術來實現2D布線的發展潛力。
除了邏輯結構，imec也成功利用單次曝光，為動態隨機存取內存（DRAM）制出把電荷儲存節點連接墊（storage node landing pad）與周邊位線相互整合的組件圖形。這項成就彰顯了高數值孔徑技術的潛能，可望透過單次曝光來取代多層光罩的曝光需求。
取得這些突破性成果后，imec攜手艾司摩爾—與其伙伴緊密合作，開始緊鑼密鼓地進行準備工作，為第一代High NA EUV微影技術來籌備圖形化生態系統與量測技術。在進行多次曝光之前，imec準備了專用的晶圓堆棧（包含先進光阻、涂布底層及光罩），并把像是光學臨近校正（OPC）、整合圖形化及蝕刻技術等high NA EUV基線制程整合到0.55NA EUV曝光機臺上。
imec運算技術及系統／運算系統微縮研究計劃的資深副總裁（SVP）Steven Scheer表示：「我們很高興能在艾司摩爾與imec共同建立的實驗室展示全球首次利用high NA技術完成的邏輯及內存組件圖形化，這也是業界應用的首次認證。結果顯示，在利用單次曝光成像來積極微縮2D特征圖形的方面，High NA EUV技術展現了獨特的潛能，不僅改善了設計彈性，也減少了圖形化的成本與復雜度。面向未來，我們期待能夠提供價值洞見給圖形化生態系統的合作伙伴，協助他們進一步推動High NA EUV專用材料及設備的發展。」
imec執行長Luc Van den hov表示：「此次成果證實了高數值孔徑EUV技術具備長遠預測的分辨率能力，目標是利用單次曝光來制出間距為20納米以下的金屬層。因此，High NA EUV技術將會為延續邏輯和內存技術的尺寸微縮提供莫大的幫助，這也是推進組件發展藍圖邁向埃米世代的一大重要支柱。這些早期技術展示全都是因為艾司摩爾與imec共同實驗室的成立才得以實現，該實驗室能讓我們的合作伙伴加速把高數值孔徑微影技術引進量產。」