193nm沉浸式光刻结合自对准双图形（SADP）技术，德州仪器TI精益求精3nm到5nm光刻

目前实现14nm工艺节点中的关键结构最常用的工艺是193nm沉浸式光刻结合自对准双图形（SADP）技术，但对于7nm及以下节点SADP技术已无法满足要求，必须采用四重甚至八重图形技术，这将导致成本大幅增加，而且掩膜版之间的套刻精度也难以控制。为此，学术界和工业界开始探索下一代光刻技术的解决方案。2020年国际器件与系统路线图（IRDS）将EUV光刻、定向自组装（DSA）和纳米压印光刻（NIL）列为下一代光刻技术的主要候选方案。EUV光刻我们都有所了解或者比较熟悉些，德州仪器TI探讨半导体工艺技术中的另一个研发热点DSA。DSA先进光刻技术重回历史舞台？定向自组装（DSA）并不是一项新技术，早在2007年它就作为潜在的光刻解决方案登上了旧的国际半导体技术路线图 (ITRS)。2010年左右，业界开始对自下而上图案化方法定向自组装（DSA）技术产生兴趣，甚至还引起了一番研究热潮。世界知名的代工厂如台积电、三星、英特尔、GlobalFoundries等都在自家实验室探索DSA，因为它有望解决先进光刻技术中的许多成本和复杂性问题。但好景不长，随着业界的不断探索，他们发现这些材料容易出现缺陷。DSA材料的贴装精度也很难控制。因此，考虑到这些问题，芯片制造商便转向在晶圆厂中采用更熟悉的多重图案化技术，德州仪器TI自对准双/四图案化 (SADP/SAQP)。而事实证明，没有一种光刻技术可以满足当前和未来的所有需求，SADP/SAQP也逐渐受到了挑战。因此，随着3nm到5nm光刻设备的讨论，DSA作为补充技术或将占有一席之地。多位业内消息人士称，英特尔继续对DSA抱有浓厚的兴趣，而其他芯片制造商正在重新审视该技术。此外，一年一度的SPIE先进光刻会议，自2012年起就为嵌段共聚物DSA光刻技术设立了分论坛，供来自世界一流的企业、研究机构以及高校的相关研究者在一起进行分享、交流和讨论DSA光刻技术最新的进展与未来发展方向。由此可见，工业界对该技术高度重视并寄予厚望。需要知道的是，DSA本身并不是一种工具技术，这是一种互补的图案化方法，可使用嵌段共聚物实现精细间距和预定义的图案。它是一种“自下而上”的光刻技术，而EUV光刻是“自上而下”。DSA能够突破传统光学光刻的衍射极限。5nm之后，工具和技术的结合或将是产业关注的一个方向。将DSA光刻与传统的“自上而下”的EUV光刻相结合，可以提高现有光刻工艺（例如自对准四重图案化或 SAQP）的分辨率、修复图形缺陷和改善关键结构的特征尺寸均匀性，从而产生更高密度的半导体器件。