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在用於EUV光刻的光掩膜上實現2納米世代以後的精細圖案的解析度

面向新一代半導體的高NA EUV光掩膜評估用光掩膜也開始提供

2024年12月12日

大日本印刷株式會社 (總公司:東京代表取締役社長:北島義齊以下簡稱:DNP) 成功解析出2納米 (nm:10-9 m) 代以後*1邏輯半導體光掩膜所需的微細圖案,該光掩膜支持半導體制造最尖端工藝EUV (ExtremeUltra-Violet:極紫外) 光刻。

此外,DNP完成了與高開口數 (高NA) *2兼容的光掩模的基礎評估,該光掩模計劃應用於2nm工藝及更高世代半導體,我們開始向半導體開發聯盟,制造設備制造商,材料制造商等提供評估光掩模。高NA-EUV光刻可以在硅晶圓上形成解析度比以前更高的精細圖案,從而有望實現高性能和低功耗的半導體。

用於EUV光刻的光掩模超過2納米生成

近年來,在最先進的邏輯半導體中,使用EUV光源的EUV光刻的大規模生產進一步發展,存儲半導體的採用也在擴大,EUV光刻對於提供最先進的半導體是不可或缺的。

2023年,DNP完成了用於3nm EUV光刻的光掩模制造工藝的開發*3。2024年作為再委托方參與了Rapidus株式會社 (總公司:東京代表取締役社長:小池淳義) 參加的國立研究開發法人新能源產業技術綜合開發機構 (NEDO) 的“後5G信息通信係統基礎強化研究開發事業”項目,開發面向最尖端邏輯半導體的光掩膜制造工藝及保證相關技術*4

【開發概要】

此次,DNP成功地將面向尖端領域半導體制造的2nm以後的邏輯半導體光掩膜所需的微細圖案解析為面向EUV光刻的光掩膜。除此之外,我們還完成了與高NA相對應的EUV光掩模的基本評估,該光掩模被認為適用於2nm之後的下一代半導體,並開始提供樣品掩模。

【開發要點】

  • 2nm工藝以後的EUV光刻用光掩膜的實現要求圖案比3nm工藝縮小20%以上。需要一種技術來解析同一蒙版上的所有精細圖案,包括更復雜的曲線圖案,以及一般的直線和矩形圖案以及尺寸和形狀。通過在已建立的3nm制造工藝的基礎上不斷改進,DNP實現了2nm之後所需圖案的解析度。
在用於極紫外光刻的光遮罩上,線寬為 17 nm 的線-空圖案影像
EUV光刻光罩上的精細曲線圖案圖像
  • 用於高NA-EUV光刻的光掩膜比用於常規EUV光刻的光掩膜需要更高的精度和更精細的加工。DNP構建了與普通EUV光刻光掩膜不同的制造工藝流程,並在此基礎上進行了優化。

【今後的發展】

DNP今後將進一步確立提高制造成品率等生產技術,力爭2027年度開始供應面向2nm工藝邏輯半導體的量產光掩膜。此外,我們將繼續與總部設在比利時的最先進的國際研究機構imec合作,推動1nm工藝光掩膜制造技術的開發。DNP在國際半導體產業中,與各種合作夥伴合作推進開發,為日本半導體產業的發展做出贡獻。

*1符合國際設備係統路線圖(IRDS:International Roadmap for Devices and Systems)標準

*2 Numerical Aperture (NA) 表示光學係統的亮度和解析度。高NA是將EUV曝光設備的鏡頭開口數從傳統的0.33擴大到0.55。

*3 3ナノメートル相当のEUVリソグラフィ向けフォトマスク製造プロセスを開発(2023年12月12日)→ https://www.dnp.co.jp/news/detail/20170116_1587.html

*4 2ナノメートル世代のEUVリソグラフィ向けフォトマスク製造プロセス開発を加速(2024年3月27日) →  https://www.dnp.co.jp/news/detail/20173719_1587.html

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