光刻系统的分辨率、套刻精度和视场

本文描述了紫外、x射线电子束及离子束光刻中分辨率、套刻精度及视场的限制。在讨论中得出如下结论:1)对1μm宽的线条,光学投影的对比度比电子束的对比度可能更高;2)采用反射式光学系统及远紫外可生产接近0.5μm的线条;3)为比较电子束和光学系统的分辨率,可将最小线宽定义为曝光系统的对比度降至30％时的线宽的两倍;4)线宽在0.1μm以上时,x射线光刻能提供最大的抗蚀剂厚宽比和最高的对比度,而对0.1μm以下的图形最大的厚宽比是用电子束曝光得到的;5)用电子束在基体试样中曝光,只要抗蚀剂层很薄,对50nm的线宽和1μm的线宽来说,对比度是相同的。较高的加速电压使校正邻近效应和保持原抗蚀剂的分辨率更容易;6)最后,正如光电子的射程限制了x射线光刻的分辨率一样,二次电子的射程限制了电子束光刻的分辨率。在以上两种情况下,致密图形中的最小线宽和间隔约为20nm,用离子束光刻时,分辨率也可能相同,因为离子的相互作用范围与电子是类似的。     

电子束光刻制备5000line/mm光栅掩模关键技术研究

为了制备高线密度X射线透射光栅掩模,分析了电子束光刻中场拼接对高线密度光栅图形的影响;利用几何校正技术和低灵敏度的950 k的PMMA电子束抗蚀剂,克服了电子束的邻近效应对厚胶图形曝光的影响.采用电子束光刻和微电镀的方法制备了5 000line/mm x射线透射光栅的掩模,并将栅线宽度精确控制在100 nm～110 nm,为X射线光刻复制高线密度X射线透射光栅创造了有利条件.     

各种光刻技术极限性能比较

本文介绍紫外线光刻、X射线光刻及电子束光刻的分辨率、套刻精度及象场尺寸的极限,但不涉及这些光刻方法的经济性比较及其在特殊薄膜器件应用方面的适用性问题。研究得出的部分结论如下:(1)在1μm线宽时,光字投影光刻的对比度可高于电子束光刻法;(2) 当线宽大于0.1μm时,X射线光刻可给出最高的对比度和抗蚀剂纵横比值,但在小于0.1μm的尺寸下,能获着最大纵横比值的则是电子束光刻技术;(3)用电子束对大面积样品曝光时,倘若抗蚀剂层很薄,则其在50nm线宽下所达到的对比度几乎和μm线宽时之值相同;(4)归根结底,在电子束光刻中,次级电子射程对分辨率的限制,完全同X射线光刻中光电子射程对分辨率所造成的限制一样。在这两种情况下,其密集图形的最小线宽和间距均约为20nm。     

全息光刻微细图形加工技术

<正> 从曝光光源看,光刻技术分光学(UV,DeepUV)、X 射线、电子束、离子束等类别。目前,下一代亚微米领域的图形形成技术的实用化研究工作正在全面展开。当前的主流仍然是光学光刻。为使光学光刻的分辨率提高到0.8μm,有希望达到0.5μn 以下的 X 射线、电子束、离子束等光刻技术亦应在纷繁的光刻     

用于近场高速纳米光刻的飞行等离子体透镜

纳米尺度器件的商业化,要求开发高生产能力的纳米制备技术,该技术应满足经常对设计的器件进行改进的需要。电子束刻蚀技术和扫描探针刻蚀技术等无掩模纳米光刻技术给予了人们期望,但是,这些技术的低生产能力使其在大规模应用上受到了限制。本文报道了一种新颖低廉、生产高效的无掩模纳米光刻途径,该技术使用一个在组成图案的表面上飞行的等离子体透镜阵列,聚焦短波长表面等离子体〈100nm的光斑。然而,这些纳米尺度的光斑仅仅在近场形成,很难在表面上高速地对阵列进行扫描。为了克服这一难题．设计了自适应间隙的空气轴承装置,飞行阵列恰好距圆盘20nm,旋转速度为4～12m／s,实验显示的图案线宽为80nm。该廉价的纳米制备方案有望获得比其它无掩模技术高出2-5个数量级的产量。     

第二代接近式X射线光刻技术

介绍了第二代PXL的原理和影响光刻分辨率的关键因素,当第二代PXL工艺因子为0.8时,对于50 nm及35 nm节点分辨率,掩模与硅片的间距可以分别达到10μm和5μm,表明第二代PXL具有很大的工艺宽容度;分析了纳米X射线掩模的具体结构、制作工艺和成本,相对于其竞争对手,在100 nm节点及其以下,X射线掩模的制造难度和成本是比较低的,而且随着电子束直写X射线掩模能力的进一步提高,X射线掩模更具优势;对几种常用的X射线光刻胶性能进行了分析,高性能的X射线光刻胶的研发不会成为PXL发展的障碍;对步进光刻机和X射线光源进行了论述,X射线点光源的研究进展对于第二代PXL的发展至关重要;最后介绍了第二代接近式X射线光刻的研究现状,尽管PXL的工业基础比起其它下一代光刻来说要好得多,但是比起光学光刻还差得很远,第二代PXL是否真正为硅基超大规模集成电路生产所接受目前还不得而知。     

高分辨率离子束微细加工技术

只要是用细小尺寸的整形离子束去轰击靶物,离子束就可成为一种实现高分辨率微细加工的有效手段。本文首先给出以直径小于1000的聚焦镓离子束以扫描方式进行无掩模微细加工、掺杂和抗蚀剂曝光的结果。其次介绍一种离子束透射掩模。并给出用普通尺寸的150KV 质子束照射这种掩模,在 PMMA 抗蚀剂中得到的曝光结果,从而表明该方法具有对0.6μm 分辨率的掩模图形进行1X 复印的能力。最后讨论了仿模离子束光刻和聚焦离子束光刻的潜力。     

能使集成芯片制造工艺更精细的X射线透镜

最近，美国罗彻斯特大学与马萨诸塞州斯特布里金·诺瓦高科技公司合作，开发成功一套集成电路芯片制造系统。该系统的核心是一个X射线准直透镜，它能使芯片的集成度成倍提高。这个研究组的目标是使集成电路制造工艺达到0．1μm线宽。理论上，X射线能达到的线宽比现在最细的0．18μm线党还要细几百倍。现在的芯片制造采用的是光刻腐蚀技术。即用准直平行光束照射覆盖有掩模的半导体基片，凡是曝光的部分，就能免受酸液腐蚀。不过，掩模太精细时，光线穿过掩模就会发生折射，从而限制了芯片的最小线宽．折射效应与光线的波长有关，波长越短，…     

基于多层抗蚀剂的GaAs基微纳光栅深刻蚀工艺

采用电子束光刻技术制备出了深刻蚀的GaAs基微纳光栅。针对电子束曝光过程中存在的由邻近效应引起的光栅结构图形失真和变形的问题,本课题组采用厚度较薄的PMMA A4抗蚀剂和SiO₂薄膜形成多层抗蚀剂来减小邻近效应,同时将SiO₂薄膜作为硬掩模,实现了高深宽比的光栅结构。此外,针对电感耦合等离子体刻蚀过程中光栅结构出现长草的现象,通过增强电感耦合等离子体的物理刻蚀机制,有效消除了结构底部的草状结构。扫描电镜测试结果显示：将100 nm厚SiO₂作为硬掩模,可以实现周期为1.00μm、占空比为0.45、刻蚀深度为1.02μm的光栅结构,该光栅结构具有陡直的侧壁形貌以及良好的周期性和均匀性。在该工艺条件下,电感耦合等离子体刻蚀工艺对SiO₂掩模的刻蚀选择比可达26.9∶1。最后,将该结构应用于分布式布拉格反射锥形半导体激光器中,获得了线宽为40 pm的激光输出。这表明,采用电子束光刻技术制备的光栅结构对半导体激光器具有很好的选模特性。     

分布反馈激光器的简化生产技术

德国维尔兹堡大学和法国阿尔卡特联合研究中心的研究组公布了一种生产 In P基分布反馈激光器的简化技术。该组使用离子束光刻在 1550 nm激光二极管的无源部分确定耦合系数和增益光栅 ,不再需要两个增长步骤、附加相移和防反射涂层。这种激光器可用于密集波分复用系统。研究人员在模板上用电子束制作 2 μm宽的脊形波导。Ti/Ni掩模通过湿 /干刻结合工序将脊形图样转移至半导体。用 10 0 ke V Ga 聚焦离子束刻制光栅。在 80°C HF酸中进行超声浴 2分钟 ,确保 10 0nm深的高对比度线。这种 Ga In As P/In P激光器呈现线宽 <2 MHz的单模运…     

电子束光刻中邻近效应的Monte Carlo模拟

电子束光刻不受衍射效应的限制，具有高分辨率和能产生特征尺寸在100nm以下图形的优点。目前，国际上正在将角度限制散射的投影电子束光刻技术作为21世纪100纳米以下器件大规模生产的主流光刻技术进行重点开发。     

高速电子束直接扫描装置

日本东芝公司研究开发了高速扫描最小线宽0.15μm的超大规模集成电路(VLSI)图形的电子束直接扫描装置,以开辟比1Gbit随机动态存储器(DRAM)级更窄线宽器件的批量生产和X射线掩模扫描之路。在电子束     

用于微细加工的聚焦离子束技术

1、前言本文述及的聚焦离子束是指从极小区域发射通过透镜系统实现聚焦的离子束。最近,聚焦离子束技术引起人们的关注大概是因为与半导体器件的高集成化直接相关。目前成批生产中的曝光技术是以缩小投影曝光为主,其加工极限为1～2μm左右下一步预计要用电子束曝光,其加工极限约为0.5μm,更进一步将用X射线曝光,或用离子束曝光,其加工极限可望达到0.1μm,但X射线曝光的束源和光学系统尚有问题,而离子束曝光由于液态金属离子源用于聚焦离子束技术,所以尽管光学系统用磁透镜还有困难,但是带电粒子光学是基本成熟的技术,所以与X射线曝光相比实现离子束曝光的可能性也许更大。     

光学光刻技术进展预测

<正>据《Solid State Technology》1991年12月报道,IEEE 1991年亚微米光刻技术讨论会在美国夏威夷举行。会议讨论了1997～2000年制造256Mbit和1 Gbit DRAM所需要的光刻技术。256Mbit和1 Gbit DRAM要求光刻特征线宽的尺寸为0.25μm和0.15μm。会议预测了X射线、电子束光刻和光学光刻技术作为实现上述要求的前景,还提出了精密尺寸测量的计量和缺陷检查等问题。     

高高宽比硬X射线聚焦波带片的制作

相对于软X射线显微成像,硬X射线显微成像对菲涅尔波带片的吸收体厚度提出了更高的要求.采用电子束光刻和X射线光刻复制的方法,在聚酰亚胺薄膜上成功制作了高高宽比的菲涅尔波带片.首先利用电子束光刻和微电镀技术制作了X射线光刻的掩模,然后利用X射线光刻和微电镀制作了高高宽比、线条侧壁陡直的菲涅尔波带片.复制后的波带片最外环宽度500 nm,直径1 mm,吸收体金厚度为3.6μm,高宽比达到7.2,可用于10 keV～25 keV的硬X射线成像.     

X射线光刻技术的现状

X射线光刻技术(XRL)是刻制130nm,100nm和70nm最小尺寸图形的可行方案之一.其它候选技术还有193nmArF准分子激光光刻、电子束投影、电子束直接写入、极紫外(EUV)及离子束投影光刻等.然而,在各种技术之中,由于XRL具有良好的临界尺寸控制及可扩展到刻制70nm以下最小尺寸图形等优点而处于领先地位.虽然XRL所需要的设备和材料业已商品化,其它     

高线密度X射线透射光栅的制作工艺

采用电子束光刻、X射线光刻和微电镀技术,成功制作了面积为10mm×0.5 mm,周期为500nm,占空比为1∶1,金吸收体厚度为430nm的可用于X射线衍射的大面积透射光栅.首先利用电子束光刻和微电镀技术制备基于镂空薄膜结构的X射线光刻掩模,然后利用X射线光刻经济、高效地复制X射线透射光栅.整个工艺流程分别利用了电子束光刻分辨率高和X射线光刻效率高的优点,并且可以得到剖面陡直的纳米级光栅线条.最后,测量了制作出的X射线透射光栅对波长为11nm同步辐射光的衍射峰,实验结果表明该光栅具有良好的衍射特性.     

高线密度X射线透射光栅的制作工艺

采用电子束光刻、X射线光刻和微电镀技术,成功制作了面积为10mm×0.5 mm,周期为500nm,占空比为1∶1,金吸收体厚度为430nm的可用于X射线衍射的大面积透射光栅.首先利用电子束光刻和微电镀技术制备基于镂空薄膜结构的X射线光刻掩模,然后利用X射线光刻经济、高效地复制X射线透射光栅.整个工艺流程分别利用了电子束光刻分辨率高和X射线光刻效率高的优点,并且可以得到剖面陡直的纳米级光栅线条.最后,测量了制作出的X射线透射光栅对波长为11nm同步辐射光的衍射峰,实验结果表明该光栅具有良好的衍射特性.     

三菱电机开发VLSI用的微细图形形成技术

三菱电机研制并发表了用0.07μm的微细聚焦离子束“FIB”能够形成0.2μm以下的亚微米图形的基础技术。 该技术是作为4M位以上的动态RAM开发用的工艺而引人注目的基本工艺,当使用这种技术时,就可不用掩膜,它一方面直接在硅片上描绘出图形,另一方面又能注入杂质,此外,还能进行光刻曝光或薄膜的直接铣等。     

最小线宽为1μm的生产用电子束曝光装置

<正> 荷兰菲利普科学仪器设备部研制的EBPG-4,是适于生产线用的最小描绘线宽为0.1μm的可变束矢量扫描型电子束曝光装置。除能用于Si和GaAs片子的直接描绘外,还用于掩模制造。束斑直径在25nm～1mm的范围内变化,若对3英寸片子用2μm的线描绘图形(描绘比例约1/3)约用15分钟。电子束的定位误差在0.075μm以下。加速电压,束流密度及束的大小都能自动控制,这些参数采用CRT显示和键盘确定。价格约200万美元,预定1986年3月出