日前舉行的國際光電工程學會（SPIE）先進微影成形技術會議（Advanced Lithography and Patterning Conference）上，比利時微電子研究中心（imec）展示首次在20奈米間距金屬導線結構上取得的電性測試（electrical test）結果，這些結構經過高數值孔徑極紫外光（high-NA EUV）的單次曝光之後完成圖形化。在螺旋型（serpentine）與雙叉型（fork-fork）兩種金屬化結構測得的量測結果顯示良好的電性良率，這表示隨機缺陷的數量少。此次電性測試的結果證實High-NA EUV微影曝光機及其周邊生態系在這樣小尺寸下進行導線／間隔圖形化的能力。

20奈米間距金屬化導線在經過一次化學機械研磨（CMP）步驟後的穿透電子顯微鏡（TEM）影像。

2024年8月，imec率先發表了可與產業接軌的邏輯與動態隨機存取記憶體（DRAM）結構，這些結構在單次High-NA EUV微影曝光步驟完成圖形化。在接下來的關鍵一步，imec展示20奈米間距的金屬化導線結構在採用金屬氧化物（MOR）負光阻劑，經過High-NA EUV單次圖形化後，展現超過90%的高良率。該性能指標在兩種不同的測試結構上取得—即螺旋型（serpentine）或蜿蜒型（meander）結構，以及雙叉型（fork-fork）結構，其設計目標是透露有關隨機表面缺陷的資訊。

imec研發資深副總（SVP）Steven Scheer表示：「這是首次採用High-NA EUV單次圖形化在20奈米間距金屬導線完成電性良率展示。這些成果代表對High-NA EUV微影技術及其周邊生態系性能的初步驗證，而這個生態系包含先進光阻劑和塗佈底層、光罩、量測技術、（變形）成像技術策略、光學鄰近修正（OPC），以及整合圖形化和蝕刻技術。我們會持續與我們的圖形化生態系合作研究製程，以進一步驅動良率升級，並將這些技術轉移給我們的製造夥伴。」

imec與艾司摩爾（ASML）共建的High-NA EUV生態系包含像是領先晶片大廠、材料與光阻劑供應商、光罩供應商和量測專家等夥伴，共同為2奈米以下節點的新一代半導體製造來合作開發和優化High-NA EUV微影技術。

imec先進圖形化部門專案計畫主持人Philippe Leray補充：「電性測試是驗證High-NA EUV的關鍵步驟。這些電性測試結果也向我們展示未來的發展方向。結合電子束檢測時，螺旋型和雙叉型金屬化結構的導電率量測提供有關隨機表面缺陷（分別是指斷裂或橋接）的資訊，這些缺陷會導致良率下降。這些見解提供我們的生態系夥伴有關策略開發的協助，藉此減緩隨機表面缺陷。我們目前持續投入的其中一項研究聚焦優化光阻劑的性能，在盡可能不影響隨機損壞的情況下降低劑量與良率的比例，這點我們正在與光阻劑業界緊密合作。」

這些研發成果將在國際光電工程學會（SPIE）先進微影成形技術會議的兩篇論文中發表。