EUV又迟到　专家看好“定向自组装”

“你绝对不能忽视定向自组装，”应用材料公司(Applied Materials)公司一位技术专家Christopher Bencher说。在今年3月初的SPIE先进微影大会中，Bencher建议，应该将DSA从新兴微影技术的列表移到‘现阶段’的技术清单中。

在SPIE中，Bencher提出了与IBM共同研究、小于15nm半间距单元的自组装图案资料。Bencher指出，虽然微影专家们一直热衷于DSA，但最大的考量仍然是缺陷密度。Bencher的专案展示了使用DSA在300mm晶圆上建构12nm线路/空间(line/space)架构，而‘差排’(dislocation)缺陷仅不到1%。

该专案也针对数以百计的粒子缺陷进行了测量，然而，据Bencher表示，由于使用DSA所导致的粒子缺陷，与使用任何新制程技术所面临的并无不同，而且，透过在晶圆厂进行更好的过滤，还能进一步减少粒子缺陷。Bencher的专案主要针对差排缺陷，因为这是新型的、DSA固有的缺陷，他表示。

“能够更好地控制缺陷，为我们指明了让DSA技术更加可行的发展方向，”Bencher说。

DSA技术是将块状共聚合物(block copolymer)或是聚合物混合物(polymer blend)沉积在基板上，通常采用旋转涂布，并经由退火过程以‘指挥’其形成有序的结构。研究人员指出，DSA相容于传统的193nm微影设备，不再需要双重曝光步骤。

DSA在2007年首次以关键层微影领先技术之潜力解决方案的角色出现在国际半导体技术蓝图(ITRS)。该技术也被认为能作为下一代微影候选技术的补充，如超紫外光(EUV) 微影和奈米压印微影等。

但即使是最热心的支持者也不得不承认，就算是在最佳情况下，DSA技术也得经过很多年才能被用于CMOS量产。在DSA技术必须克服的数百种量产障碍中，缺陷密度仅是其中一种而已。

材料供应商JSR Micro Inc.研发总监Yoshi Hishiro预估，DSA要用于利基型CMOS的量产至少还要2~3年。

SPIE的与会者对EUV技术前景忧心忡忡。EUV一直被认为是取代光学微影的领先技术。英特尔希望在10nm技术节点使用EUV技术，但稍早前该公司的微影技术总监称EUV赶不上10nm设计规则的定义脚步(参考：英特尔：EUV技术恐赶不上10nm节点进度)。EUV微影工具的发展时程仍然落后，几位出席SPIE的专家们也对EUV仍然在处理‘基础物理’问题深表关切。

DSA可能应用在殊领域

就算EUV技术无法顺利商用化，仍然有一些技术可用于未来的晶片微缩，其中便包含了DSA。但部份业界人士认为，即使EUV已用于高阶、主流逻辑晶片的量产，DSA和其他技术仍然可望在未来发挥其他作用。

“如果自组装迈向商业化，它可以在一些领域尽情发挥优势，”JSR Micro Inc.总裁Eric Johnson说。Johnson建议，DSA拥有比EUV量产成本更低得多的潜在优势，它应该能用在更多领域，如用于具有固定电路架构、对成本敏感的快闪记忆体量产，DSA对这类市场应该很有吸引力。

JSR稍早前才针对次20nm半间距节点推出了DSA技术，这是该公司与IBM研发协议的一部份。尽管目前大多数已知的DSA研究都是运用块状共聚合物(block copolymer)，但JSA采用共混聚合物，以达到更高的稳定性，而且有能力进行湿式蚀刻处理，Hishiro表示。

DSA在去年的SPIE先进微影大会上曾造成轰动，有超过 10篇论文以此为主题。今年其热门程度不减，包括应用材料的Bencher在内，一些专家都建议应该将该技术从实验室转移到商用开发领域。

“我对最近该技术的进展相当满意，”JSR的Johnson说。“最近的进展相当令人振奋。”

除了Bencher的演说，其他参与SPIE的专家还包括IBM的Joy Cheng、JSR Micro的Hayato Namai和威斯康辛大学的Charlie Liu，均详细报告了DSA研究的进展。Cheng特别介绍了IBM与加州大学圣塔芭芭拉分校共同进行的专案中，对制程窗口和关键尺寸一致性所做出的改良。

麻州大学教授Thomas Russell详细描述了使用DSA建构可测量完美架构过程中所遭遇的挑战。Russell提出了几项主要挑战，并表示就DSA所能建构的最小架构而言，也许存在着基本局限。

Russell还指出，在研究方向转移到更小尺寸架构和薄膜之际，要达到蚀刻对比也更加困难。“我认为这将会是一大挑战，”他说。

编译： Joy Teng

(参考原文： Momentum builds for directed self-assembly ，by Dylan McGrath)