极紫外光刻的随机性问题及其研究进展

Abstract

极紫外光刻技术是支撑最先端半导体芯片制造工艺的关键核心技术,有力推动了3 nm工艺节点的量产以及2 nm工艺节点的研发进程。极紫外光刻中的随机缺陷是限制其良率提升的关键难题。一方面,急剧减小的光刻图形特征尺寸对光刻胶各组分化学结构的规整性要求越来越高,而光刻胶中存在的组分不均一、后烘过程中光酸迁移距离以及位置的不确定性等因素都会导致缺陷,这些统称为化学随机性问题。另一方面,极紫外光源的波长(13.5 nm)较短,致使其光子密度很低,仅为上一代ArF光刻工艺中所使用光源(193 nm)的1/14,因此光子的散粒噪声大幅增加,导致了不可避免的光子随机性问题。这些问题的存在,使得EUV光刻胶中的材料体系在分子尺寸、分布均一性等方面较上一代光刻材料有着更严格的要求。本文系统性综述了近年来针对极紫外光刻胶中上述随机性问题的研究,并从化学随机性、光子随机性以及计算模拟三个方向对研究现状进行了追踪。