日前举行的2026年国际光学工程学会(SPIE)先进微影成形技术会议(Advanced Lithography + Patterning Conference)上,比利时微电子研究中心(imec)展示在EUV微影曝光後步骤精准控制气体成分有助於尽量减少所需的曝光阻剂,进而推动晶圆产量增加。其中,在更高的氧气浓度下进行EUV曝光後烘烤步骤持续展现更隹的金属氧化物阻剂(MOR)剂量反应。
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MOR渐渐成为先进EUV微影应用的主要技术,提供胜过化学放大阻剂(chemically amplified resist)的超高解析度、更低的导线边缘粗糙度,以及制出额定线宽尺寸的更低EUV阻剂量(dose-to-size)。这些阻剂展现更隹的小特徵图形与光阻薄膜转移能力,因而成为最高解析度金属层的潜力方案,这些元件层曝光时采用High-NA EUV微影制程。如今,imec展示在EUV微影曝光後烘烤步骤把氧气浓度增加到大气含量以上就能进一步改良MOR的剂量反应,其中,曝光後烘烤是EUV光阻曝光之後与显影之前的关键热处理步骤。
imec资深技术研究员Ivan Pollentier表示:「我们发现在曝光後烘烤时,把氧气浓度从大气含氧量的21%增加到50%能够提高15-20%的光反应速度。在模型使用的MOR和商用MOR材料都能观察到这项趋势。此次成果首次显示在关键微影步骤仔细控制气体成分可以显着减少所需的EUV曝光剂量,直接提高EUV曝光机的产量,并减少制程成本。这只是BEFORCE工具的首批成果:经过调控的气体成分提供一种附加途径来研究环境对MOR材料微影变异性产生影响的成因。仪器制造商可以叁考这些研究见解来调适自家的制程工具,以改良EUV微影的产量与稳定性。」
这些成果透过BEFORCE工具实现,这套独特的研究工具由imec开发,目标是研究周遭环境对关键尺寸稳度性与MOR性能的作用。imec研发团队负责人Kevin Dorney表示:「在商用EUV束型机中,完成光阻涂布的晶圆在真空状态下进行曝光,接着转移到曝光後烘烤区,并在大气条件下进行加热。我们开发的BEFORCE工具模拟这些运作,但在晶圆转移和曝光後烘烤步骤不受无尘室环境的影响,而且可在精准调控的环境下进行,这些环境由多个气体注入和混合系统来实现。结合整合式光反应速度量测,这项独特的调控能力是显现氧气对提升MOR剂量反应所发挥作用的关键。」
为了最大程度发挥气体成分对MOR性能的正面影响,更深入了解那些在光阻剂曝光後烘烤阶段发挥作用的化学机制至关重要。目前持续进行实验来了解MOR性能与烘烤时化学变化观测结果之间的关联,这些观测结果在多种环境条件下透过整合式傅立叶转换红外光谱仪取得。未来计画采用先进的量测能力来扩充BEFORCE工具,这将能让imec驱动更具影响力的成果。
BEFORCE工具能够更广泛用来研究金属氧化物阻剂及化学放大阻剂,还能开放给imec的合作夥伴来进行阻剂评估。