為了補償光子不足，制造商可能會增加曝光劑量，這又會延長光刻過程中停留的時間。然而，這種做法直接影響了生產效率，使得整個過程變得更慢，經濟性降低。此外，隨著幾何尺寸的縮小以適應更小的技術節點，對更高劑量的需求也加劇，從而造成了生產力的瓶頸。

DSA技術：一種革命性的方法

DSA技術通過利用嵌段共聚物的分子行為來解決EUV光刻面臨的挑戰。嵌段共聚物由兩個或多個化學性質不同的聚合物鏈共價結合而成。當在特定條件下(如熱退火)處理時，這些聚合物會自發相分離成在基材上具有良好定義的納米結構，如線條或圓柱體。這種自組裝過程能夠創建具有最小線寬波動(LWR)和高度均勻特征尺寸的圖案，獨立于光刻工具分辨率的限制。

DSA技術的關鍵優勢在于它能夠修正因EUV過程而產生的LWR和其他圖案缺陷。通過將DSA與EUV光刻相結合，制造商可以先使用傳統的EUV過程創建引導圖案，然后在圖案上涂覆嵌段共聚物。嵌段共聚物的自組裝能夠細化粗糙的圖案，生成高度均勻且變異性低的圖案，這些圖案可以轉移到硅片上。

集成與工藝流程

將DSA集成到半導體制造過程中涉及幾個關鍵步驟：

硬掩模形成：該過程從沉積硬掩模層開始，通常采用氮化硅或氧化硅等材料制成。這個硬掩模為后續的圖案化步驟提供基礎。

使用EUV光刻進行引導圖案化：在硬掩模上使用EUV光刻創建引導圖案。盡管該圖案粗糙且存在LWR，但它作為DSA過程的模板。

嵌段共聚物涂覆和退火：然后，將嵌段共聚物涂覆到基材上。聚合物的選擇及其成分至關重要，因為它們決定了圖案的最終間距和特征尺寸。接著，基材經過熱退火處理，促使嵌段共聚物自組裝成高度有序的結構。

圖案修正：通過嵌段共聚物自組裝產生的圖案有效地“修正”了粗糙的EUV圖案，平滑LWR并產生最小缺陷的均勻圖案。

刻蝕和最終圖案轉移：經過精細化的圖案通過一系列刻蝕步驟轉移到底下的硬掩模上，最終轉移到硅片中。硬掩模作為記憶層，允許在需要時進行進一步的圖案化步驟。

利益與前景

將DSA與EUV光刻結合應用帶來了幾個顯著的好處：

改善圖案質量：DSA顯著減少了LWR，從而產生更高質量的圖案，這對先進半導體器件的性能至關重要。

提高生產力：通過解決LWR和光子效率問題，而不需要增加曝光劑量，DSA提高了產出率，減少了生產時間，使得過程更具成本效益。

可擴展性：DSA無縫延續了摩爾定律，促進了更小特征尺寸的創建，而無需全新光刻工具。

互補技術：DSA并非旨在取代EUV光刻，而是作為補充，提供解決當前限制的方法，擴展其在未來技術節點的適用性。

DSA代表了克服EUV光刻所面臨障礙的關鍵進展。隨著半導體制造不斷推動微型化的邊界，將DSA與EUV光刻進行集成對于保持生產力、減少缺陷，以及推動下一代電子設備的發展至關重要。DSA技術的持續演進和完善有望進一步增強其能力，確保其作為先進半導體制造的基石的地位。