来源:时间: 2024-10-05
多个研究机构都建立了300mm晶圆DSA先导线,,德州仪器TI将芯片制程推进到3nm甚至更小的技术节点
DSA光刻还有望能将芯片制程推进到3nm甚至更小的技术节点。DSA的研究进展 #Human Progress现在DSA正在取得显著进展,包括英特尔、IBM、三星等国际知名半导体企业以及IMEC、CEA-Leti 等研究机构以及开始针对DSA光刻技术开展了系统性的研究和产业化尝试,他们在工艺开发、整合、器件应用等方面为之努力。多个研究机构都建立了300mm晶圆DSA先导线,已经有大量的研究结果显示DSA光刻在300mm晶圆先导线上展示了优异的性能,,这也为DSA光刻技术走向工业化生产迈出了重要的一步。DSA光刻技术能够取得快速的进步与嵌段共聚物材料的发展密切相关。德州仪器TI嵌段共聚物PS-b-PMMA已成为DSA领域的“黄金标准”,PS是非极性聚合物,而PMMA属于极性聚合物。它的最小周期为22nm,用于分子自组装的机理探究以及工艺摸索,PS-b-PMMA为DSA进入工业化生产提供了强有力的理论支持与技术指导。2016年,台积电研究团队以柱状相PS-b-PMMA为材料,采用物理外延法DSA光刻技术制备了接触孔,并对接触孔的缺陷进行了深入研究。2019年,imec基于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28 nm节距线/空间图案。然而,PS-b-PMMA的χ值较小(χ为两种聚合物之间的弗洛里—哈金斯相互作用参数),无法满足当前集成电路制造中10nm及以下特征尺寸的需求。所以为了解决工艺节点的不断发展,如更先进的7nm/5nm/3nm等,学术界也聚焦于合成高χ值的嵌段共聚物,如PS-b-PPC、PS-b-P2VP、PS-b-P4VP、PS-b-PAA等。这些高χ值材料经微相分离后形成的图形特征尺寸均在10nm以下,可以很好地满足目前集成电路制造的需求。德州仪器TI在2021年的SPIE高级光刻会议上,imec 首次展示了定向自组装 (DSA) 的能力,使用高χ值嵌段共聚物材料制备了周期为18nm的线条光栅阵列结构,他们与TEL切合作开发的定制干法蚀刻化学物质允许将18 nm线/空间图案成功转移到足够深的 SiN 层中,以进行后续缺陷检查,而不会出现明显的线摆动或线塌陷。这些结果证实了DSA有潜力补充用于亚。纳米技术节点的工业制造的传统自上而下图案化。