Imec démontre l'évolution des résists renforcés chimiquement pour la lithographie EUV à haute ouverture numérique (NA)

Figure 1. Images représentatives en REM de wafers EUV avec NA 0,55, montrant la structuration CAR sur des structures métalliques logiques et des vias avec un pas étroit, y compris SRAM (AEI), PnR (AEI), test Mêlée-E (ADI) et vias de logique aléatoire C2C de 28 nm (ADI) (AEI = Inspection après gravure ; ADI = Inspection après développement).

– Imec optimise la technologie basée sur la CAR pour les procédés de Single-Patterning à haute NA dans le domaine EUV sur plusieurs couches des nœuds technologiques logiques A14/A10.
– Différentes structures logiques avec des intervalles étroits pour les lignes métalliques et les vias ont été démontrées, notamment des structures en méandre et en fourche avec un espacement allant jusqu’à 22 nm, des layouts SRAM de 24 nm avec une distance de tip-to-tip (T2T) de 26 nm, ainsi que des structures « Place-and-Route » de 24 nm avec 28 nm T2T et des éléments Via pour la logique aléatoire avec un espacement central de 28 nm.
– « La CAR est une plateforme résistante établie, avec une stabilité et une fabricabilité prouvées. Nous avons démontré pour la première fois que nous pouvons étendre la technologie basée sur la CAR au domaine de l’EUV d’impression unique à haute NA (NA élevée). » – Geert Vandenberghe, imec.
– Ces résultats révolutionnaires, obtenus en étroite collaboration avec ASML, les fournisseurs de matériaux d’imec et l’écosystème complet de la structuration, renforcent la position d’imec en tant que tremplin pour l’industrie vers l’ère de l’Ångström.

Imec, un centre mondial de recherche et d’innovation leader dans les technologies avancées de semi-conducteurs, a démontré lors de la conférence SPIE « Photomask Technology + EUV Lithography 2026 » la faisabilité de la structuration de structures logiques aléatoires avec un pas étroit après une étape de lithographie EUV basée sur la CAR à haute NA (NA élevée) en procédé d’impression unique. Parmi ces structures logiques figurent des lignes/espacements avec un pas allant jusqu’à 22 nm ainsi que des vias avec une distance centrale de 28 nm. Ces succès révolutionnaires montrent que la technologie résistante CAR éprouvée peut être utilisée pour la structuration EUV à haute NA de plusieurs couches des nœuds logiques A14/A10. Les résultats, obtenus en étroite collaboration avec ASML, les fournisseurs de matériaux d’imec et l’écosystème de structuration dans son ensemble, soulignent la position d’imec comme porte d’entrée de l’industrie vers l’ère de l’Ångström. 

La lithographie EUV à haute NA est une technologie clé pour poursuivre la miniaturisation dimensionnelle et conduire l’industrie vers l’ère de l’Ångström – une nécessité découlant des exigences élevées en densité de calcul pour les futurs systèmes d’IA et HPC. Selon la feuille de route technologique logique actuelle d’imec, l’introduction de la lithographie EUV à haute NA est attendue pour les nœuds logiques A14/A10, où la réalisation d’une structuration fiable à des intervalles agressifs est cruciale. Elle constitue également une technologie clé centrale pour la ligne pilote NanoIC européenne opérée par imec, visant des solutions System-on-Chip en dessous de 2 nm. Imec, ASML et leurs partenaires dans le domaine de la structuration accélèrent l’adoption industrielle de la technologie EUV à haute NA par une approche holistique, c’est-à-dire par l’optimisation conjointe de l’ensemble de l’écosystème de structuration. Cela inclut notamment la validation de nouveaux matériaux résistants et processus, techniques de gravure, etc., tout en améliorant simultanément la performance de la technologie existante basée sur des résistances chimiquement amplifiées (CAR).

Avec les premiers résultats E-test présentés lors de la conférence IEEE International Interconnect Technology Conference (IITC) 2026, imec et ses fournisseurs de matériaux ont confirmé la faisabilité de l’impression EUV à haute NA basée sur la CAR pour des lignes avec un espacement de 28 nm – dépassant ainsi la limite de ce qui était considéré comme possible avec les approches basées sur la CAR jusqu’à présent. Avec des rendements prometteurs sur des structures E-test métallisées de 1,8 m de long, cette étude a jeté les bases pour une optimisation ultérieure des résines CAR et des produits chimiques de gravure.

Lors de la SPIE Photomask Technology + EUV Lithography 2026, imec présente pour la première fois l’utilisation étendue des résistances CAR pour la structuration de lignes/espacements de 22 nm après une seule étape de lithographie EUV à haute NA. Sur des structures E-test en méandre et en fourche avec un pas allant jusqu’à 22 nm, une bonne fidélité de la structure a été obtenue. De plus, diverses structures métalliques logiques et vias avec un pas étroit ont été démontrées, pertinentes pour les conceptions logiques aléatoires sur des nœuds avancés : layouts SRAM de 24 nm à 26 nm de tip-to-tip (T2T), structures « Place-and-Route » de 24 nm avec 28 nm T2T, ainsi que des vias pour la logique aléatoire avec un espacement central de 28 nm. Ces résultats ouvrent la voie à l’industrie pour continuer à utiliser la CAR en combinaison avec la lithographie EUV à haute NA pour l’impression unique de certaines couches critiques des nœuds logiques A14/A10, notamment la couche métallique 2, la couche de vias et la couche métal-vers-diffusion (couche MD, qui relie les couches de diffusion source/drain à la première couche métallique).

Geert Vandenberghe, vice-président R&D en technologie de structuration chez imec : « Nous avons montré que nous pouvons étendre la technologie basée sur la CAR en atteignant des valeurs de pitch qui n’étaient pas possibles avec la lithographie EUV à impression unique à 0,33 NA. La structuration par CAR est une technologie éprouvée, utilisée par l’industrie des semi-conducteurs depuis plusieurs décennies, reconnue pour sa stabilité et sa fabricabilité. Nos données montrent qu’elle reste précieuse à l’ère de la lithographie EUV à haute NA, offrant à notre écosystème de partenaires un avantage décisif pour entrer dans l’ère de l’Ångström. Ce succès révolutionnaire a été rendu possible grâce à une collaboration étroite avec nos partenaires de l’écosystème, notamment par l’optimisation conjointe des matériaux CAR et des procédés de lithographie et de gravure avec nos fournisseurs de matériaux. Cela a permis de poser les bases pour d’autres optimisations visant à améliorer le rendement et à pousser la performance de la CAR vers des intervalles encore plus petits. »

Les résultats seront présentés lors de la conférence SPIE « Photomask Technology + EUV Lithography » 2026 dans la contribution 14272-8. – Why chemically amplified resists extension is critical for early High-NA EUV insertion into HVM?, B. Baskaran et al.