為了補(bǔ)償光子不足，制造商可能會增加曝光劑量，這又會延長光刻過程中停留的時間。然而，這種做法直接影響了生產(chǎn)效率，使得整個過程變得更慢，經(jīng)濟(jì)性降低。此外，隨著幾何尺寸的縮小以適應(yīng)更小的技術(shù)節(jié)點(diǎn)，對更高劑量的需求也加劇，從而造成了生產(chǎn)力的瓶頸。

DSA技術(shù)：一種革命性的方法

DSA技術(shù)通過利用嵌段共聚物的分子行為來解決EUV光刻面臨的挑戰(zhàn)。嵌段共聚物由兩個或多個化學(xué)性質(zhì)不同的聚合物鏈共價結(jié)合而成。當(dāng)在特定條件下(如熱退火)處理時，這些聚合物會自發(fā)相分離成在基材上具有良好定義的納米結(jié)構(gòu)，如線條或圓柱體。這種自組裝過程能夠創(chuàng)建具有最小線寬波動(LWR)和高度均勻特征尺寸的圖案，獨(dú)立于光刻工具分辨率的限制。

DSA技術(shù)的關(guān)鍵優(yōu)勢在于它能夠修正因EUV過程而產(chǎn)生的LWR和其他圖案缺陷。通過將DSA與EUV光刻相結(jié)合，制造商可以先使用傳統(tǒng)的EUV過程創(chuàng)建引導(dǎo)圖案，然后在圖案上涂覆嵌段共聚物。嵌段共聚物的自組裝能夠細(xì)化粗糙的圖案，生成高度均勻且變異性低的圖案，這些圖案可以轉(zhuǎn)移到硅片上。

集成與工藝流程

將DSA集成到半導(dǎo)體制造過程中涉及幾個關(guān)鍵步驟：

硬掩模形成：該過程從沉積硬掩模層開始，通常采用氮化硅或氧化硅等材料制成。這個硬掩模為后續(xù)的圖案化步驟提供基礎(chǔ)。

使用EUV光刻進(jìn)行引導(dǎo)圖案化：在硬掩模上使用EUV光刻創(chuàng)建引導(dǎo)圖案。盡管該圖案粗糙且存在LWR，但它作為DSA過程的模板。

嵌段共聚物涂覆和退火：然后，將嵌段共聚物涂覆到基材上。聚合物的選擇及其成分至關(guān)重要，因為它們決定了圖案的最終間距和特征尺寸。接著，基材經(jīng)過熱退火處理，促使嵌段共聚物自組裝成高度有序的結(jié)構(gòu)。

圖案修正：通過嵌段共聚物自組裝產(chǎn)生的圖案有效地“修正”了粗糙的EUV圖案，平滑LWR并產(chǎn)生最小缺陷的均勻圖案。

刻蝕和最終圖案轉(zhuǎn)移：經(jīng)過精細(xì)化的圖案通過一系列刻蝕步驟轉(zhuǎn)移到底下的硬掩模上，最終轉(zhuǎn)移到硅片中。硬掩模作為記憶層，允許在需要時進(jìn)行進(jìn)一步的圖案化步驟。

利益與前景

將DSA與EUV光刻結(jié)合應(yīng)用帶來了幾個顯著的好處：

改善圖案質(zhì)量：DSA顯著減少了LWR，從而產(chǎn)生更高質(zhì)量的圖案，這對先進(jìn)半導(dǎo)體器件的性能至關(guān)重要。

提高生產(chǎn)力：通過解決LWR和光子效率問題，而不需要增加曝光劑量，DSA提高了產(chǎn)出率，減少了生產(chǎn)時間，使得過程更具成本效益。

可擴(kuò)展性：DSA無縫延續(xù)了摩爾定律，促進(jìn)了更小特征尺寸的創(chuàng)建，而無需全新光刻工具。

互補(bǔ)技術(shù)：DSA并非旨在取代EUV光刻，而是作為補(bǔ)充，提供解決當(dāng)前限制的方法，擴(kuò)展其在未來技術(shù)節(jié)點(diǎn)的適用性。

DSA代表了克服EUV光刻所面臨障礙的關(guān)鍵進(jìn)展。隨著半導(dǎo)體制造不斷推動微型化的邊界，將DSA與EUV光刻進(jìn)行集成對于保持生產(chǎn)力、減少缺陷，以及推動下一代電子設(shè)備的發(fā)展至關(guān)重要。DSA技術(shù)的持續(xù)演進(jìn)和完善有望進(jìn)一步增強(qiáng)其能力，確保其作為先進(jìn)半導(dǎo)體制造的基石的地位。