imec突破High-NA EUV化學放大阻劑極限 加速半導體廠佈局埃米世代

典型0.55NA EUV晶圓的掃描式電子顯微鏡(SEM)影像展示了用於窄間距邏輯金屬與通孔結構的化學放大阻劑圖形化技術,這些結構包含SRAM(AEI)、佈局繞線(PnR)(AEI)、蛇型電性測試(ADI)以及28奈米C2C隨機邏輯通孔(ADI)(AEI=蝕刻檢測後,ADI=顯影檢測後)。
imec成功將成熟的化學放大阻劑(CAR)平台擴展應用於High-NA EUV單次圖形化製程,加速未來的14埃米與10埃米邏輯設計節點的發展。

在近期舉行的2026年國際光電工程學會(SPIE)光罩技術暨極紫外光微影會議上,比利時微電子研究中心(imec)發表新的微影研究成果,成功將成熟的化學放大阻劑(CAR)平台擴展應用於高數值孔徑極紫外光(High-NA EUV)單次圖形化製程。這項進展主要鎖定未來的14埃米(A14)與10埃米(A10)邏輯設計節點,是半導體產業邁向埃米世代的重要。

這個製程是在採用化學放大阻劑的High-NA EUV微影單次圖形化步驟後,製作窄間距隨機邏輯結構圖形的技術可行性。邏輯結構包含間距小至22奈米的導線/間距,以及中心間距為28奈米的通孔。成果顯示,發展穩健的化學放大阻劑(CAR)技術能夠導入14埃米/10埃米邏輯技術節點的多層元件層High-NA EUV單次圖形化應用。

這項技術突破突破了以往認定化學放大阻劑方法所能達到的微縮極限。在最新展示的成果中,imec實現了具備極窄間距的邏輯金屬導線與通孔結構,包含間距小至22奈米的導線與間距圖形,以及中心間距為28奈米的隨機邏輯通孔特徵圖形。此外,針對先進節點的隨機邏輯設計,imec也成功展示了圖形端到端(T2T)間距為26奈米的24奈米SRAM佈局,以及T2T間距為28奈米的24奈米佈局佈線結構。

隨著AI與HPC系統對運算密度的需求居高不下,High-NA EUV微影技術成為延續摩爾定律與尺寸微縮的必經之路。根據imec的邏輯技術發展藍圖,High-NA EUV的導入節點預計落在A14與A10世代。化學放大阻劑在這些節點中,將被用於部分關鍵元件層的單次圖形化,包含第二金屬層、通孔層,以及連接源極與汲極擴散層至第一金屬層的金屬擴散層。

在2026年IEEE國際內連技術會議(IITC)中,imec與其材料供應商便已首度驗證了採用化學放大阻劑的High-NA EUV單次圖形化製程,可成功製出28奈米間距的電線結構。該研究在長達1.8公尺的金屬化電性測試結構上展示了具備發展潛力的組合良率,為後續的光阻劑與蝕刻化學物優化提供了發展條件。

Imec也強調,要實現這項科需要整個圖形化生態系統進行協同優化,包含與微影設備大廠艾司摩爾(ASML)、材料供應商以及廣泛的圖形化夥伴展開緊密合作,共同驗證創新的光阻劑材料、製程與蝕刻技術。這也是歐洲奈米晶片試驗製程(European NanoIC pilot line)的關鍵策略技術,該試驗線正致力於開發2奈米以下的系統單晶片。

針對化學放大阻劑的潛力,imec圖形化技術研究計畫研發副總裁Geert Vandenberghe指出,化學放大阻劑是一套經過穩定性與可製造性驗證的穩健光阻劑平台。此次研究證明其不僅能突破過去採用化學放大阻劑的0.33NA EUV微影單次圖形化製程的間距極限,在High-NA EUV時代依然極具應用價值。這項精進技術將持續驅動良率提升,並將化學放大阻劑的性能推進到更激進的微縮尺寸,為生態系統合作夥伴邁向埃米世代提供明確的發展優勢。

在imec推動基礎研發的同時,全球晶圓製造巨頭在High-NA EUV的商業化策略佈局也正加速推進。業界最早採用High-NA EUV的英特爾目前已利用該設備處理超過一百萬片晶圓,並將其投入18A製程節點的處理器量產。設備供應商ASML則持續擴大產能,除了預期在2026年交付多台High-NA EUV系統外,近期更攜手業界推動12吋光罩標準,進一步提升未來先進製程的生產效率與產能。 另一方面,原本對High-NA EUV設備高昂成本抱持觀望態度的台積電,近期也傳出轉變策略,將在2030年起於其量產線導入High-NA EUV技術。而三星電子與SK海力士預計在2028年就將High-NA EUV導入量產。

讀者留言