DSA技术：突破EUV光刻瓶颈的革命性解决方案

为了补偿光子不足，制造商可能会增加曝光剂量，这又会延长光刻过程中停留的时间。然而，这种做法直接影响了生产效率，使得整个过程变得更慢，经济性降低。此外，随着几何尺寸的缩小以适应更小的技术节点，对更高剂量的需求也加剧，从而造成了生产力的瓶颈。

 

 

DSA技术：一种革命性的方法

 

DSA技术通过利用嵌段共聚物的分子行为来解决EUV光刻面临的挑战。嵌段共聚物由两个或多个化学性质不同的聚合物链共价结合而成。当在特定条件下(如热退火)处理时，这些聚合物会自发相分离成在基材上具有良好定义的纳米结构，如线条或圆柱体。这种自组装过程能够创建具有最小线宽波动(LWR)和高度均匀特征尺寸的图案，独立于光刻工具分辨率的限制。

 

DSA技术的关键优势在于它能够修正因EUV过程而产生的LWR和其他图案缺陷。通过将DSA与EUV光刻相结合，制造商可以先使用传统的EUV过程创建引导图案，然后在图案上涂覆嵌段共聚物。嵌段共聚物的自组装能够细化粗糙的图案，生成高度均匀且变异性低的图案，这些图案可以转移到硅片上。

 

集成与工艺流程

 

将DSA集成到半导体制造过程中涉及几个关键步骤：

 

硬掩模形成：该过程从沉积硬掩模层开始，通常采用氮化硅或氧化硅等材料制成。这个硬掩模为后续的图案化步骤提供基础。

使用EUV光刻进行引导图案化：在硬掩模上使用EUV光刻创建引导图案。尽管该图案粗糙且存在LWR，但它作为DSA过程的模板。

嵌段共聚物涂覆和退火：然后，将嵌段共聚物涂覆到基材上。聚合物的选择及其成分至关重要，因为它们决定了图案的最终间距和特征尺寸。接着，基材经过热退火处理，促使嵌段共聚物自组装成高度有序的结构。

图案修正：通过嵌段共聚物自组装产生的图案有效地“修正”了粗糙的EUV图案，平滑LWR并产生最小缺陷的均匀图案。

刻蚀和最终图案转移：经过精细化的图案通过一系列刻蚀步骤转移到底下的硬掩模上，最终转移到硅片中。硬掩模作为记忆层，允许在需要时进行进一步的图案化步骤。

 

利益与前景

 

将DSA与EUV光刻结合应用带来了几个显著的好处：

 

改善图案质量：DSA显著减少了LWR，从而产生更高质量的图案，这对先进半导体器件的性能至关重要。

提高生产力：通过解决LWR和光子效率问题，而不需要增加曝光剂量，DSA提高了产出率，减少了生产时间，使得过程更具成本效益。

可扩展性：DSA无缝延续了摩尔定律，促进了更小特征尺寸的创建，而无需全新光刻工具。

互补技术：DSA并非旨在取代EUV光刻，而是作为补充，提供解决当前限制的方法，扩展其在未来技术节点的适用性。

 

DSA代表了克服EUV光刻所面临障碍的关键进展。随着半导体制造不断推动微型化的边界，将DSA与EUV光刻进行集成对于保持生产力、减少缺陷，以及推动下一代电子设备的发展至关重要。DSA技术的持续演进和完善有望进一步增强其能力，确保其作为先进半导体制造的基石的地位。