imec達成High-NA EUV單次圖形化里程碑 推進鑲嵌與直接金屬蝕刻導線製程
前言：
此次成果彰顯出imec高數值孔徑極紫外光（high-NA EUV）生態系統在推進技術邊界的強項
2025年9月30日--於上周舉行的2025年國際光電工程學會（SPIE）光罩技術暨極紫外光微影會議（美國加州蒙特雷市）上，比利時微電子研究中心（imec）發表了兩項有關單次壓印極紫外光（EUV）微影的突破性進展：（1）間距為20奈米的導線圖形，包含與鑲嵌金屬化製程相關的13奈米圖形端到端（tip-to-tip，簡稱為T2T）關鍵尺寸（CD），以及（2）在20奈米間距下，利用直接金屬蝕刻（direct metal etch）製程取得的釕（Ru）導線電性測試（electrical test）結果。這些成果部分由歐盟的奈米晶片試驗製程來推動實現，不僅為推進High-NA EUV圖形化的單次壓印性能立下重大里程碑，也突顯imec與艾司摩爾（ASML）之間的夥伴關係對推動High-NA EUV進入量產的更廣大生態系統所發揮的關鍵作用，突破2奈米以下的邏輯技術發展途徑。
imec在今年2月舉行的SPIE先進微影成形技術會議（Advanced Lithography and Patterning Conference）展示20奈米間距的金屬化導線結構後，如今運用單次曝光High-NA EUV微影步驟，實現包含13奈米T2T關鍵尺寸的20奈米間距導線圖形。針對13奈米的T2T結構，已測得最小只有3奈米的局部關鍵尺寸一致度（local CD uniformity），立下業界的里程碑。這些成果利用金屬氧化物阻劑（MOR）來實現，該阻劑透過塗佈底層、光瞳形照明與光罩選擇來進行協同優化。
imec運算系統微縮研究計畫的資深副總裁（SVP）Steven Scheer表示：「利用單次壓印High-NA EUV微影來實現這些邏輯設計能比多重圖形化少掉一些製程步驟、降低製造成本和環境影響力，還能提升產量。這些成果有助於內連導線製造的業界標準—鑲嵌金屬化製程。圖形端到端的結構能夠中斷一維（1D）的金屬軌道，所以是內連導線層的必要零件。為了達到邏輯技術發展藍圖的20奈米金屬間距，圖形頂端之間的距離預計會微縮到13奈米以下，同時保持內連導線功能正常。目前持續研發以進一步微縮T2T尺寸，可望達到11奈米，另一項目標是將這些結構轉移到下層的硬光罩，以實現真正的（雙）鑲嵌內連導線。」
為了把金屬導線微縮到20奈米以下，業界未來可能會改用替代的金屬化方案。imec的第二項成果是展示釕（Ru）直接金屬蝕刻與單次曝光High-NA EUV微影的相容性。我們成功製出20奈米與18奈米間距的釕（Ru）導線，其中包含15奈米T2T結構與功能正常的內連導線，並達到低電阻。在20奈米間距的金屬化導線結構方面則取得了100%的電氣測試良率。
Steven Scheer表示：「ASML與imec在荷蘭費爾德霍溫共建的High-NA EUV實驗室啟用後，imec與其生態系統夥伴在推進High-NA EUV微影和推動業界邁入埃米世代方面取得了重大進展—歷經三年的生態系統籌備。這次發表的成果立下新的里程碑，彰顯imec在微影研發方面的領先地位。這些成果也為實現歐盟《歐洲晶片法案》在實現2奈米以下邏輯技術節點方面的遠大目標發揮關鍵作用。imec和ASML的High-NA EUV生態系統包含領先晶片製造商、設備、材料與光阻劑供應商、光罩公司和量測專家，我們與該生態系統緊密合作，持續共同優化用來支援邏輯和記憶體技術發展的High-NA EUV微影和圖形化技術。」
這些研究成果部分由歐盟的奈米晶片試驗製程推動實現，並發表於SPIE光罩技術暨極紫外光微影會議的以下論文：
論文編號13686-4乾式光阻劑邁向新一代高數值孔徑極紫外光（high-NA EUV）微影導線間隔圖形（line space pattern）的進展。
圖1：20奈米間距的導線圖形，包含（圖左）11奈米的圖形端到端（T2T）關鍵尺寸、（圖中）13奈米的T2T關鍵尺寸以及（圖右）18吋的導線間距搭配16奈米的T2T關鍵尺寸。
圖2：利用直接金屬蝕刻（direct metal etch），經過單次曝光High-NA EUV微影所製出的18奈米間距釕（Ru）導線。
