比利时微电子研究中心（imec）于2月26日官方宣布，在即将召开的“2024年先进光刻+图案化会议”上，imec将震撼呈现其在EUV工艺、掩模以及为推进高数值孔径（High-NA）极紫外（EUV）光刻所做的计量学准备。imec已在抗蚀剂与底层开发、掩模增强技术、光学邻近校正(OPC)开发、分辨率场拼接技术、随机故障减少及计量检测改进等方面取得重大成果，这些关键成就标志着EUV工艺已做好向高数值孔径EUV实验室迁移的充分准备。
imec与ASML联合打造的全球首个高数值孔径EUV实验室，围绕首台High NA EUV光刻机原型构建而成。据imec高级图案化、工艺和材料高级副总裁Steven Scheer透露，ASML现已成功组装第一台High NA EUV光刻机TWINSCAN EXE:5000，首批晶圆曝光工作即将启动。未来数月内，imec-ASML High NA EUV联合实验室将正式投入运营，并向High NA客户开放访问权限。此实验室配备先进的设备和工艺流程，使得客户能够在该光刻机进入实际生产环境前，提早对高数值孔径EUV技术进行深入研究。imec的重要任务之一是携手ASML及其拓展的供应商网络，确保及时提供包括先进抗蚀剂材料、光掩模、计量技术、变形成像策略以及创新图案化技术在内的全套解决方案。
高数值孔径的核心驱动力——分辨率场拼接技术获得重大进展。由于使用了变形镜头（即在x和y轴方向具有不同放大倍率的镜头），导致场尺寸缩小至传统扫描仪的一半，从而催生出分辨率场拼接需求。imec将在会议上分享基于与ASML及掩模车间合作伙伴在imec NXE:3400C光刻机上的合作项目所取得的最新成果，通过分辨率拼接有效降低了因场尺寸减小而需做出的设计改动需求。
在材料与工艺研发方面，金属氧化物抗蚀剂（MOR）仍占据金属线/空间图案制作领域的主导地位。imec将展示MOR在降低EUV剂量产量方面的显著进步。通过特定底层选择、工艺过程优化、掩模吸收体筛选、掩模偏差控制以及色调优化，线条和空间所需的剂量减少了超过20%，同时并未增加粗糙度或随机缺陷的发生率，且尖端尺寸保持稳定。这一剂量减少的研究持续进行并受到芯片制造商的高度评价，因为它有望通过提升扫描仪吞吐量进而降低EUV制造成本。
令人瞩目的是，采用MOR抗蚀剂和二元明场掩模进行接触孔图案化的实验结果颠覆了以往认知。相较于在同一叠层中转移的传统正色调化学放大抗蚀剂(CAR)结合二元暗场掩模，MOR方案使图案转移后剂量降低6%，局部CD均匀性(LCDU)提升了30%。然而，尽管如此，明场掩模的质量和缺陷率问题仍然是接触孔应用的关键挑战，需要进一步细致研究以推动MOR成为接触孔图案化的理想之选。在此之前，正色调CAR抗蚀剂配合暗场掩模仍将是高数值孔径EUV接触孔与通孔图案化的首选方案。
针对高数值孔径带来的更高分辨率需求和更薄薄膜加工挑战（表现为焦深(DOF)减小），imec致力于改进计量与检测技术。在此次会议上，imec将展示新型电子束和深紫外(DUV)检测技术的前沿成果，证明新的基准知识方法(BKM)已经到位，能够精准探测到高NA相关的随机图案故障，如六边形接触孔等。此外，imec还将提出一系列基于去噪SEM显微照片的机器学习技术，以促进小缺陷的高效检查与分类。
最后，imec及其合作伙伴将揭示通过源掩模优化和考虑拼接需求的变形掩模OPC所带来的成像质量显著提升。随着这些关键技术的逐一攻克与整合，imec正在引领行业迈向高数值孔径EUV光刻的新纪元，预示着集成电路制造领域即将迎来一场工业化的飞跃。
