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光刻机|Intel欲首发！新一代EUV光刻机空前先进：成本超3亿美金( 四 )


需要新光刻胶
光刻胶对于光刻也很重要 。芯片制造商需要具有良好分辨率 [R]、低线宽粗糙度 [L] 和灵敏度 [S] 的光刻胶 。
该行业已经开发出用于光刻的光刻胶 。但对于 EUV 来说，情况就不同了 。这主要归咎于同时获得所有这三个参数是很困难的，因为它们是相互关联的，而且一个参数的改进通常至少会降低其他参数中的一个——通常被称为 RLS 权衡关系 。
正在生产的 EUV 光刻胶基于两种技术——化学放大抗蚀剂 (CAR) 和金属氧化物 。用于光学和 EUV 的 CAR 涉及一个复杂的过程 。当光子撞击扫描仪中的光刻胶时，会引起连锁反应 。
“反应级联的一部分涉及初始光子的化学放大，其中光子首先转化为几个电子，每个入射光子最终会产生几个光酸分子 。CAR的优势在于可以通过增加每个光子产生的光酸分子的数量来提高光刻胶的灵敏度 。然而，这些额外的酸将越来越远离原始光子的位置，导致图像模糊，从而降低分辨率并增加线边缘粗糙度 。
金属氧化物光刻胶不太成熟，但它们具有一些优势 。例如，Inpria 的金属氧化物光刻胶基于氧化锡结构，可以更有效地捕获 EUV 光子 。
今天，业界正在寻找一种满足高数值孔径 EUV 的 RLS 要求的光刻胶 。这仍然是一项正在进行的工作 。Paul Scherrer 研究所 (PSI) 和 ASML 的研究人员正在使用干扰 EUV 光刻系统筛选高 NA 的各种抗蚀剂 。研究人员用各种抗蚀剂图案化线条和空间，希望获得 8nm 半间距分辨率 。
PSI 最近展示了来自未公开供应商的 CAR 和非 CAR 抗蚀剂的结果 。使用大约 60mJ/cm² 的 CAR 剂量，PSI 的 R&D EUV 系统在 13nm 半间距处形成清晰的线条和空间图案，但在 12nm 处遇到轻微桥接，在 11nm 处出现图案塌陷 。PSI 的研究员 Timothée Allenet 在一次演讲中说：“我们已经将化学放大抗蚀剂的最终分辨率从 12 纳米提高到 11 纳米，只需优化底层 。”
同时，根据 PSI 的说法，在 30mJ/cm² 剂量下，分子光刻胶在 13nm 处表现出良好的图像，但由于在 12nm 处图案坍塌，它们遇到了故障 。
然后，使用不同的剂量，金属氧化物光刻胶在低至 12nm 处表现出良好的效果 。“在 11nm 半节距处，我们有轻微的桥接，然后在 10nm 处出现分辨率瓶颈，”Allenet 说 。
从好的方面来说，今天 0.33 NA EUV 的阻力并没有停滞不前，并且正在改善 。例如，TEL 描述了 CAR 和金属氧化物抗蚀剂的新工艺 。
“总而言之，涂布机/显影剂工艺与优化的底层薄膜一起显示出 CAR 图案坍塌裕度的改善 。优化的底层改善了金属氧化物抗蚀剂的缺陷密度、产量和粗糙度，”TEL 的 Kanzo Kato 说 。
结论
其他 EUV 技术也在开发中，例如薄膜 。薄膜用于覆盖掩膜，防止颗粒落在面罩上 。
ASML 开发了新的 EUV 薄膜 。与此同时，Imec 的碳纳米管薄膜在 ASML 的 EUV 扫描仪上显示出 97.7% 的透射率 。单壁和多壁薄膜都是有前途的 。
“两种类型的表现都很好，在 CD 均匀性、LWR 和耀斑方面，与无防护膜参考相比，成像差异很小 。根据测得的这些薄膜的 EUV 吸收范围从 95.3% 到 97.7%，预计剂量会略有增加，”Imec 技术人员的主要成员 Emily Gallagher 说 。
毫无疑问，很多人正在为高数值孔径 EUV 开发其他技术 。不管所有部分是否到位，芯片制造商都表示，2023 年及以后的芯片生产需要高数值孔径 EUV 。
尽管如此，研发成本才刚刚开始堆积 。没有多少人买得起这些系统 。此外，还有待观察的是，High NA 光刻机何时真正投入生产 。
光刻机|Intel欲首发！新一代EUV光刻机空前先进：成本超3亿美金
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