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超级光阻剂可望实现10nm节点EUV微影

导读: 在英特尔(Intel)与美国能源部(DoE)劳伦斯柏克莱国家实验室(Lawrence Berkeley National Lab;LBNL)的合作下,已经发展出一种全新的超级光阻剂(super-resist),可望满足10nm及其以下先进制程节点使用超紫外光 (EUV)微影的光源要求。

  在英特尔(Intel)与美国能源部(DoE)劳伦斯柏克莱国家实验室(Lawrence Berkeley National Lab;LBNL)的合作下,已经发展出一种全新的超级光阻剂(super-resist),可望满足10nm及其以下先进制程节点使用超紫外光 (EUV)微影的光源要求。

  为了避免损坏晶片, EUV 光源必须设计得像飞秒(femto second)般地快速闪烁,但只有非常敏感的光阻剂能符合这么短的曝光时间要求。

  遗憾的是,光阻剂的这种需求,以及为了实现更高解析度与机械稳定度,必须要有更长的曝光时间。因此,英特尔与柏克莱实验室的任务在于创造一种能够为EUV实现高解析但又具有高灵敏度的超级光阻剂。

  “目前的光阻剂着重于机械稳定性的交联反应,但其灵敏度较低,使其仅适用于电子束微影。目前在进行光学微影时使用具有更高灵敏度的增强型光阻剂,”柏克莱实验室分子铸造所首席科学家Paul Ashby表示,“因此,我们的想法是稀释交联反应并添加至光阻剂上,使其得以兼具高灵敏度与机械稳定度的优点。”

  新型的光阻剂是专为需要兼具灵敏度与机械稳定度的EUV微影而设计,但研究人员们也希望新的光阻剂能改善线边缘粗糙度,这一点在10nm及其以下先进制程变得越来越重要。

  柏克莱实验室的Paul Ashby与Deirdre Olynick

  “高解析度、线边缘粗糙度,以及灵敏度是目前在微影技术领域最重要的三项特性,因此我们想同时改善这三点,”Ashby指出,“通常在灵敏度与解析度或线边缘粗糙度之间存在着折衷。但我们想试着保有高灵敏度的光阻剂,同时将解析度推向极致。”

  与柏克莱实验室EUV先进光源合作在实验室证实这个概念后,仍有待光阻剂制造商进行行大量的工作,才能使配方具有商用的可行性。所幸他们还有几年的时间来改善商用化版本,因为大多数的估计预测 EUV 技术至少要到2017年之后才能准备好大规模量产。

  相较于高浓度交联剂(右)需要更长、更昂贵的曝光时间,超级光阻剂使用浓度较小的交联剂(左),因而能塑造出较小化的功能

  未来,柏克莱实验室计划藉由累积数据来扩展EUV的研究,以及针对高密度EUV光源遇到新光阻剂产生的化学副产品提出理论。他们已经调整出最佳配方,即使是被缩小至更小宽度时也可生产更平滑的线条。

  “我们想知道的是如何实现高解析度与低线性粗糙度的机制,以及基于我们的研究结果设计出更好的光阻剂,”Ashby说。

  共同进行这项研究的成员还包括科学家Deirdre Olynick与博士后研究员Prashant Kulshreshtha,并由英特尔、JSR Micro以及能源部科学办公室(基础能源科学)等单位赞助。获利表现。

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