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技术
TECHNOLOGY 光 刻

DSA 和 EUV：

实现细间距光刻的互补性技术

在 推动每一个后续半导体节点的 文阐述了光刻技术会如何受益于充分 值、分子量和玻璃转化温度，从而在
不同退火条件下实现间距为 14nm 到
利用 EUV 和 DSA 这两种技术，而且
发展方面，光刻技术的进步一
直都起着至关重要的作用。由 之前存在的障碍应不再是问题。 40nm 之间的层状结构。
于预见到浸没式光刻技术在比例缩放 该嵌段共聚物沉淀的流程非常
能力方面的限制，这个行业一直在追 材料决定图形化 直接。旋涂在基材上的中性层允许嵌
求下一代光刻工艺。业界已提出了多 和大多数掩膜版决定图案的光刻 段共聚物在热退火过程中分离为各自
种工艺，包括极紫外光刻（EUV）、 技术不同，在 DSA 技术中，图案存 的域。中性层之所以支持域分离，是
多电子束光刻、纳米压印光刻和嵌段 在于材料本身。DSA 的原嵌段共聚物 因为其与嵌段共聚物中聚合物链都没
共聚物定向自组装（DSA）。 聚合了聚苯乙烯（PS）和聚甲基丙烯 有类同关系。聚合物域分离负责图案
从 21 世纪初的最初发展开始， 酸甲酯（PMMA）这两种在单独的阶 形成。
业界主要半导体制造商便对 DSA 表 段彼此自然分离的聚合物。调整 PS
示出了极大的兴趣，并给予了持续多 和 PMMA 在 PS-b-PMMA 材料中的 工艺考量
年的关注。但部分由于业界对 EUV 相对比例，可以将其形态从球形改变 DSA 沉淀工艺采用了两大基本

L 0 ：特征域长度尺度
N：链段数量
图1. 塑封BGA表面的一个突起（白色，左图）是由芯片和塑封材料之间的一个气泡（红色，右图）造成的。
光刻技术进行了大量密集投资，该技 为圆柱形，再变为层状（见图 1）。弗 方法之一。制图外延法利用表面特征
术获得了长足发展，致使 DSA 在一 洛里相互作用参数的乘积 χ 和片段长 来对其嵌段共聚物，并将其沉淀在相
定程度上淡出了人们的视野。DSA 材 度决定了有序结构的间距。χ 的值越 对较深的沟道内。导向图形确定了沟
料和加工工艺的近期发展，让人们看 高，最终结构之间的间距越小。 道的结构，从而将嵌段共聚物限制在
到攻克导致该技术应用滞后的问题的 标准 PS-b-PMMA 材料的 χ 值相 能够以首选方向进行对准的配置内。
希望。 对较低，从而将间距限制在 20nm 或 化学气相外延法则根据平旦基材上的
选择适当的光刻工艺不必成为二 更大。部分材料制造商正在考虑用 化学图形，嵌段共聚物在该基材上进
者选其一的命题。充分利用 EUV 光 PS-b-PMMA 之外的化合物来制备高 χ 行自对准。
刻和 DSA 这二者的优势，可能会成 值嵌段共聚物，采用聚二甲基硅氧烷 制图外延法和化学气相外延法都
为最大的机会。尽管这两项技术之间 或聚羟基苯乙烯来替代聚甲基丙烯酸 是半导体行业正在追求的方法，前者
有时看起来存在相互竞争，但将二者 甲酯。修饰 PS-b-PMMA 是另一种增 更适合制备细间距过孔，而后者则适
视为互补技术的观点则更为可取。本 加 χ 值得方法。这种方法可以微调 χ 合创建平行线组合。

作者：Douglas J. Guerrero 博士，资深技术专家，Brewer Science 常驻校际微电子研究中心（imec）专家

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