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美研发多光子光阻剂可望取代EUV微影

微影技术的研发已进展至极短波长的超紫外光(EUV),来自美国马里兰大学(University of Maryland)的研究团队则提出一种多光子光阻剂(multi-photon photoresists),能让可见光微影达到纳米等级的分辨率;通常微影分辨率是与曝光时间成反比。

 

“大 多数达到高分辨率微影的方法,都是与采用更短波长的光源有关;”马里兰大学教授John Fourkas表示:“我们的目标是以可见光产出纳米级的微影效果。”该团队新开发的多光子技术简称 RAPID (Resolution Augmentation through Photo-Induced Deactivation,透过光致去活化达到的分辨率强化方法),以一道激光在光阻剂中启动曝光,然后加入第二道激光来完成整个程序,仅在两个聚焦光束重迭的纳米等级范围内进行完全曝光。

 

Fourkas指出:“只要我们用一道激光并透过显微镜物镜来进行聚焦,我们就能把吸收作用(absorption)局限在激光聚焦体积的微小区域中。”研究人员已经就芯片上3D材料的选择性聚合作用(selective polymerization),将该技术优化;利用一种“多光子吸收聚合作用(Multi-photon Absorption Polymerization,MAP)”,研究团队在芯片上制作出了微小的电感。

 

RAPID则是后续的工作,利用光阻剂的多光子吸收作用,来达成聚焦可见光微影的纳米等级分辨率,可望延缓甚至可能免除采用超紫外光源的需要。

 

美研发多光子光阻剂可望取代EUV微影(电子工程专辑)
图中是采用多光子吸收聚合作用(MAP)、接着又以选择性金属化(selective metallization)所制作的微电感(microinductor)

这 种技术适用于标准的大气压力条件,不像深紫外光需要在真空中操作;该光阻剂中特有的光启动程序(photo-initiator)是由一道激光所活化,然 后再被第二道激光去活化,证实了研究人员称之为PROVE (proportional velocity)的现象,也就是更高的曝光度可产出更小的特征尺寸。

 

接下来研究人员计划以晶圆片尺寸规格来测试其技术,突破到目前为止都是以逐点(point-by-point)方式进行的实验;而该研究团队也估计,RAPID技术要迈入商业化阶段还需要约十年的时间。

 

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