来源：内容由半导体行业观察（ID：icbank）编译自「semiwiki」|浅谈下一代EUV光刻机( 二 ) 来源：内容由半导体行业观察

下一代的EUV光刻，准备好了吗？
从开发到大批量制造成功过渡到新的制造工艺需要工艺工程师、设备制造商，尤其是化学品供应商之间的集体协作。特别重要的是光刻胶材料的化学性质以及它们与代表每个掩模层图案数据的曝光光子/电子的相互作用。
未来工艺节点向高数值孔径（“highNA”）光刻的过渡不仅需要来自系统供应商（例如ASML）的巨大工程创新，还需要对合适的光刻胶材料进行高级开发。
在最近的VLSI2021研讨会上，来自英特尔组件研究小组的JamesBlackwell对即将到来HighNAEUV过渡的潜在光刻胶的选择和优化提供了极具洞察力的见解。
从他的演讲中可以清楚地看出，寻找合适的光刻胶仍然是一个非常活跃的研究领域，必须与系统开发同时进行（使用EUV源而不是完整的扫描仪系统）。本文总结了演讲的亮点，特别关注了使HighNAEUV实现大批量制造所面临的挑战。背景
在过去十年中，我们行业的一个分水岭时刻是引入了多图案光刻（multipatterninglithography），以实现关键层上设计间距的持续缩放。为了在继续使用193nm波长的浸渍曝光(193i)的前提下实现小于~80nm的间距，我们有必要将掩模数据划分为不同的子集。 Shapes用子集名称“colored”——例如双图案光刻的“A”和“B”掩模数据。工艺设计套件布局规则得到扩展，以反映对用于对全层数据进行子集化的算法支持。设计规则验证功能已扩展为执行“循环”检查，以确认将数据分解为可解析形状的数据会在掩模库中成功。例如，循环分解错误如下所示。

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全层图案化（fulllayerpatterning）是通过针对每个掩模子集的一系列“光刻”步骤实现的——例如， LE-2、LE-3和LE-4分别指定了双重、三重和四重图案化的工艺流程。
此外，每个多图案层的掩模到掩模重叠容差（mask-to-maskoverlaytolerance）引入了新的工艺变化来源。同一金属层上相邻导线之间的距离以及它们的耦合电容随LE-LE工艺窗口而变化。
多重图案的演变也导致制造成本增加；以摩尔定律为指导的“每晶体管成本降低”趋势减弱。如上所述，随着在连续工艺节点中继续采用多重图案模式， LE-2演变为LE-3和LE-4 ，进一步导致更高的成本，如下所示。

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（1）极紫外光
经常阅读SemiWiki的读者无疑熟悉波长为13.5nm的极紫外(EUV)光刻系统的最新发展，以取代193i光刻。为了应对多图案成本上升的趋势， EUV系统在曝光吞吐量（每小时晶圆数）、曝光强度和系统正常运行时间方面已达到生产状态。如上图所示，业界正在积极开展研发工作，以发布第二代EUV系统。该系统将在透镜路径中加入更高的数值孔径(NA=0.55) ，从而实现更精细的间距分辨率，并再次重新校准EUV多重图案化与第一代NA=0.33设备的每层成本趋势。
可以肯定的是， EUV系统是一个工程奇迹。然而， EUV光刻演化的一个经常被低估的方面是相应光刻胶材料的相应开发工作。
（2）光刻胶基础知识
简而言之，将涂有光刻胶的硅片选择性地暴露于高能光子（或高能电子）会导致原始材料的化学键构型发生变化。对于（正性）有机光刻胶聚合物（organicphotoresistpolymer），入射光子会导致“脱保护”（deprotection）化学反应；随后的步骤是将曝光的硅片浸入显影剂中，从而溶解脱保护的聚合物。虽然每个新工艺节点的尺寸目标更加严格，但基本目标并没有真正改变：对光子波长/能量的高吸光度和选择性(E=h*f)：目标是更低的光子剂量(mJ/cm**2)和更大的曝光宽容度高对比度化学反应的低散射：对化学构型差异的高显影剂选择性，目标是减少显影图像的“线边缘粗糙度”（lineedgeroughness“LER）低粘度：易于光刻胶应用；因为需要一层薄而均匀的PR层（在旋涂和预烘烤之后），因为EUV曝光的焦深（depth-of-focus）非常小。对晶圆基板表面的良好附着力蚀刻步骤后易于去除光刻胶