两年前，在SPIE Litho的一篇论文中，作为推动光刻技术的一种方式，一种已经被学术研究了大约20年的与半导体无关的应用技术被提出。第二年，有74篇关于它的论文，在今年的SPIE Litho上，它是不可避免的。

这种技术就是“定向自组装”(DSA)。它完全不同于其他所有的光刻技术，我们一直在等待a) 193nm浸没式光刻技术的消亡b) EUV准备投入生产。虽然，在现实中，真正不重要的是具体的光刻使用:它只是利用你所拥有的通过频率倍增，就像double-patterning所做的事。事实上，这其中有一些方面不仅涉及到多模式，而且还涉及到一些更有机的趋势碳纳米管以及1-D线切割的使用互补电子束光刻．

我有幸与imec的Kurt Ronse进行了更详细的讨论。其基本思想源于这样一个事实，即存在不会混合的有机化合物，会经历自然的“相分离”。如果将混合物涂在表面的薄膜上，这些所谓的“块共聚物”将自发分解;有一个自然的“周期性”或大小的“簇”发生。结果往往看起来像指纹——由两种聚合物交替平行弧产生的随机漩涡和曲线等。这种混合物形成这种模式的趋势被称为自组装，因为你所要做的就是应用材料，它负责创建结构。

当然，简单地这样做，结构是不确定的或可重复的(假设在聚合物下面有一个超纯中性表面)。这些图案有一种有机的形状，不能立即表明在建造电路中有任何用途。幸运的是，这个系统是听从建议的。

如果你将材料倾斜成一条直线，那么你最终会得到一排平行线，两种共聚物交替出现。诀窍在于如何对其进行偏置——实际上这并不难(理论上)。

最“明显”的方法是一种被称为“石墨外延”的过程，在这种过程中，你用某种材料建造了两个直的导向墙。间距很重要:如果你把这两个壁分开，比如说，80纳米，如果共聚物自然地分离成10纳米的线(在这里组成数字)，那么你会在两个导向壁之间得到8条平行的交替材料线(4对线)。

但是，请记住，每条线都是不同的材料，如果你所做的只是用这种材料覆盖wafer，那么，它并没有什么作用。但如果你有选择地蚀刻其中一种共聚物，那么剩下的共聚物之间就会有空隙——这实际上成为了一种新的间隔技术。而且，虽然最初有8条10纳米宽的线，但现在只剩下4对20纳米间距的线/空间对。换句话说，通过暴露80nm的音高，你最终会得到20nm的音高，或者是四倍的音高。所有这些都没有使用多次曝光或遮罩，也没有着色问题。

这是DSA中的“定向”;它把原本漂亮的漩涡图案变成不那么漂亮但有用的平行线。

如果你把引导墙分开得更远，那么理论上，它们之间就会有更多的线条。但是你不能把它推得太远——如果参考线之间的距离太远，那么，在距离两边最远的中间区域，你可以得到更多没有多大用处的随机东西。所以你必须在晶圆上用足够近的导轨来确保所有的线都是直线。

这种方法的明显缺点是，你必须为这些导轨使用有价值的硅区域——有用的区域只存在于导轨之间;向导所覆盖的区域丢失了。

但还有另一种选择:你可以使用所谓的“电化学亲和力”，而不是从墙壁的侧面引导。这个过程被称为“化学外延”。你用这种材料的线条在晶片上划线，就像你做导向壁一样，但这些线条之间的空间被填满，使所有的东西都平整，然后共聚物共混物沉积在整个东西上，线条和所有的东西。其中一个共聚聚合物选择性地“结合”到这些线，因为混合物自隔离。这就好像你在下面有一条磁力线，其中一个聚合物含有铁。所以，即使你放置了引线，因为材料在它上面而不是在它旁边自组装，你最终不会失去那个区域。

自然间距(假设为10 nm)由聚合物长度决定，这成为一个关键的材料参数。事实上，控制这一点是使这项技术可制造的挑战之一。朗斯提到了他们使用能提供12.5纳米线的材料的经历。当他们用完那个瓶子后，表面上相同材料的替代瓶子自动组装成17纳米线。

即使是正确的纯度也很重要。当他们第一次在一个真正的晶圆厂而不是大学实验室里进行试验时，晶圆厂的经理们看了一眼这种粘稠物——尤其是其中含有微量的锂——就不让它靠近他们的区域。任何金属都可能产生污染，对正在制造的芯片是毁灭性的。

另一方面，人们对科技也有一定程度的宽容。例如，当放置导轨时，如果在一组连续的平行线上有缺陷造成了一个“洞”，那么共聚物实际上可能会正确地自组装——这几乎就像有一种动量，允许小的间隙没有缺陷地穿过。显然，如果这个孔变得太大，那么共聚物可能会在穿过裂缝时迷路。

当然，平行线结构表明一维网格设计方法，在不同的关键点上切割线，以定义比平行线更有用的结构。但是线并不是唯一的可能性:点点可以用来定义接触孔，事实上，Ronse先生认为这可能是这项技术的第一个商业应用，需要一到两年的时间。孔洞的大小由聚合物长度决定，孔洞可以非常均匀——这可能是EUV技术的福音，根据Ronse先生的说法，EUV技术表现出高临界尺寸(CD)变化。

Imec已经在一个洁净室中使用基于威斯康星大学所做工作的流程实现了一个完整的过程，该流程使用聚苯乙烯(PS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)(又名-信不信由你-有机玻璃或有机玻璃)作为两种块共聚物。(在我们的世界里，PMMA更广为人知的是用于纳米级成像的光刻胶。)他们仍然致力于减少缺陷和提高可重复性。

特别是，他们正在改进光刻灵敏度，所需的导轨放置精度，温度，线边缘粗糙度和整体化学。为了检查他们的工作，他们给完成的线条拍照，然后进行傅里叶变换，以确保频率是正确的。

Imec并不是唯一一家研究这项技术的公司;IBM也经常提到它(他们在公共平台联盟上说他们正在使用4的乘数)。它何时可以完全部署可能取决于你问谁。但这显然是一个方式- 14纳米或更低。因此，虽然您应该期待听到更多关于它的消息，但不要期望在不久的将来开始使用它。

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