imec宣布 High NA EUV 光刻技术重大突破

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比利时微电子研究中心（imec）日前发布重大消息，宣布其在高数值孔径极紫外曝光（High NA EUV）单次图形化技术上取得了新的突破性里程碑，代表着High NA EUV图形化能力向A10及更先进逻辑节点迈进的强大实力，同时也强调了Imec在曝光微影技术研发领域的领先地位。

本次成果在2025年SPIE光罩技术+ EUV曝光大会（SPIE Photomask Technology + EUV Lithography Conference）上公开展示，其中包括两项关键突破。 首先，在与镶嵌（damascene）金属化相关的工艺中，成功实现了20纳米间距的线结构，其尖端至尖端（Tip-to-Tip， T2T）临界尺寸（CD）达到了13纳米。 其次，透过直接金属蚀刻（Direct Metal Etch， DME）制程，获得了钌（Ru）线路的电性测试结果。

在13纳米T2T临界尺寸结构达成产业里程碑上，过去imec在2025年2月的SPIE先进曝光与图形化会议上展示了20纳米间距金属化线结构。 在此基础上，Imec现已透过单次曝光的High NA EUV曝光步骤，成功达成了20纳米间距的线结构，并将尖端至尖端（T2T）的临界尺寸（CD）缩小至13纳米。

在这些13纳米的T2T结构中，所测得的局部CD均匀度（LCDU）低至3纳米，这项数据被视为一项业界里程碑。 imec计算系统扩展高级副总裁Steven Scheer指出，使用单次曝光High NA EUV曝光技术达成这些逻辑设计，相较于多重图形化（multi-patterning）技术，能够减少处理步骤。 这项优势直接带来了降低制造成本、改善良率，以及减少环境影响的多重效益。

▲重大成果凸显了 imec High NA EUV生态系统在将High NA EUV图案化技术推向 A10 及更高逻辑节点方面的实力

这些结支持了互联机制造的行业标准—镶嵌金属化（damascene metallization）。 T2T临界结构是互连层中不可或缺的一部分，因为它们允许中断线性的金属轨道。 为了满足20纳米金属间距的逻辑制程蓝图要求，T2T临界尺寸距离预计必须缩小至13纳米或更小，同时仍需保持功能性互连线路的性能。

目前，imec正持续进行开发工作，以进一步缩小T2T尺寸，并已获得11纳米T2T临界尺寸的良好发展结果。 此外，相关结构正在努力转移至下层硬光罩（underlying hard mask）中，以实现真正的（双）镶嵌互连线。 为了达成这些成果，Imec采用了金属氧化物光阻剂（metal oxide resist， MOR），并与底层、照明瞳孔形状（illumination pupil shape）和光罩选择进行了协同优化（co-optimized）。

然后在直接金属蚀刻（DME）与钌线路的高良率互连方面，随着产业前进到20纳米以下的金属化制程，业界可能需要转向替代性的金属化方案。作为imec的第二项重大成就，他们展示了钌（Ru）的直接金属蚀刻（DME）技术，与单次曝光High NA EUV曝光技术的兼容性。

藉由DME制程，imec成功达成20纳米及18纳米间距的钌线路，其中包括15纳米T2T临界尺寸结构。 这些成果还包括具有低电阻的功能性互连线。 值得注意的是，针对20纳米间距的金属化线结构，imec取得了100%的电性测试良率。

imec所取得的重大成果，部分受惠于欧盟的NanoIC测试产线（NanoIC pilot line）的支持。 这些成果不仅标志着High NA EUV单次曝光能力的重要进展，同时也凸显了Imec与ASML之间合作关系的关键作用。 这种伙伴关系对于推动更广泛的生态系统至关重要，该生态系统正在驱动High NA EUV向高量产制造的转型，进而解锁2纳米以下（sub-2nm）逻辑技术蓝图。

Steven Scheer提到，自从位于荷兰费尔德霍芬（Veldhoven）的ASML-imec联合High NA EUV实验室启用以来，Imec及其合作伙伴生态系统在发展High NA EUV曝光方面获得了重大的进展，并将产业推向了埃米时代（angstrom era）。 另外，imec所展示的成果标志着一个新的里程碑，再次证实了imec在曝光研发领域的领导地位。 这些成就对于达到《欧洲芯片法案》（European Chips Act）中关于推动2纳米以下逻辑节点制程的目标，发挥着关键作用。

imec与ASML High NA EUV生态系统的紧密合作，囊括了领先的芯片制造商、设备供应商、材料和光阻剂供应商、光罩公司以及量测专家。 透过与这些伙伴的联合优化，Imec将持续支持逻辑和存储器制程蓝图的进展。

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注：本次研讨会席位有限，因此暂停对院校学生开放报名，望理解。