极紫外光刻技术

介绍了美国和欧洲在极紫外光刻技术的开发和研究中的进展和发展极紫外光刻的关键技术,展望了EUVL作为下一代候选光刻技术的可能性     

激光光刻技术的研究与发展

光刻技术作为制备半导体器件的关键技术之一将制约着半导体行业的发展和半导体器件的性能。随着半导体工业的发展,集成电路的特征尺寸越来越小,光刻技术将面临新的挑战。分析了激光光刻技术,包括投影式光刻和激光无掩膜光刻技术的研究现状,着重介绍了极紫外光刻(EUVL)作为下一代光刻技术的发展前景和技术难点、激光无掩膜光刻技术的发展,特别是激光近场扫描光刻、激光干涉光刻、激光非线性光刻等新技术的最新进展及其在高分辨率纳米加工领域的应用前景。     

22nm光刻技术前景(英文)

在国际半导体技术蓝图(ITRS)指定的22nm节点中[1],该产业将在两种竞争的光刻解决方案中进行选择,这将取决于其产品的发展路线图。在某些情况下,业界甚至可能会同时使用两种方案。这两种竞争方案就是极紫外光刻技术(EUVL)和32nm节点由193nm浸没式双重图形光刻(DPL)扩展到多图形的光刻技术。讨论了两种技术,比较了两种技术所需的关键解决方案的现状,以及存在的挑战。     

ITRS 2001与芯片特征尺寸的缩小

2001《国际半导体技术指南(ITRS)》规划出半导体技术未来15年内的发展。它主要强调芯片特征尺寸的进一步缩小,2001年0.13μm,2004年90nm,2007年70nm,2010年50nm,2013年30nm,2016年22nm。阻碍芯片特征尺寸缩小的关键是光学光刻技术,为此,世界各强国加速开发下一代光学光刻技术,如157nm光学光刻、电子束光刻(EBL)和极紫外线(EUVL)光刻等。展望了缩小芯片特征尺寸的前景和存在的问题。     

研究进展

极紫外光刻机光源技术1月16日,中科院上海光学精密机械研究所“极紫外光刻机光源技术研究”项目通过验收,这标志着我国在下一代芯片工艺核心技术——极紫外光刻(EUVL)光源转换效率上已达到国际先进水平。     

第二届尼康中国研讨会成功召开

协会与尼康公司3月19日召开了第二届尼康中国研讨会。研讨会上,协会领导和尼康公司资深专家就集成电路产业发展、已商用40—45nm量产的液浸式光刻机、Cuttingedge、Double patterning、EUVL等未来光刻技术,以及最新型i线光刻机虾155和尼康二手设备情况作了研讨。     

制作亚50nm L/S图形的极紫外纳米光刻技术

极紫外光刻技术 (EUVL ,λ =1 3.4nm)是为小于 70nm特征尺寸图形制作而开发的下一代光刻技术 (NGL)。在麦迪逊威斯康星大学开发的极紫外光刻系统中 ,极紫外光源是由电子存储环中的波动器产生 ,为极紫外干涉光刻 (EUV -IL)提供了瞬间空间相干光源。其成像系统采用了一个洛埃镜干涉仪。用EUV -IL制作的高分辨力图形进行极紫外光刻的抗蚀剂特性研究。验证了用EUV光源的干涉光刻技术制作 1 9nm线 /间 (L/S)条纹图形 ,同时报告了采用EUV -IL技术开发亚 50nm密集线 /间图形的进展 ,并开始向制作 1 2 0nm多晶硅栅图形过渡     

高数值孔径自由曲面极紫外光刻物镜光学设计

高分辨率需求牵引极紫外光刻（EUVL）投影物镜向高数值孔径（NA）、自由曲面设计形式发展。传统的非球面EUVL物镜设计难以在高数值孔径下兼顾校正像差的需求,往往造成遮拦,破坏成像对比度。提出了一种高NA无遮拦自由曲面EUVL物镜设计方法。依据物镜形态参数判别引入自由曲面的最佳位置,能够有效校正系统像差,在不影响成像性能的情况下增大系统NA。应用该方法设计了一套高NA自由曲面EUVL投影物镜（PO）。与初始非球面物镜相比,通过增加四面自由曲面,将物镜数值孔径从0.3增大至0.35,波像差均方根（RMS）值从1 nm减小至0.4 nm,整个系统光路无遮拦。设计结果表明:该方法有效提高了自由曲面EUVL物镜设计效率,在不产生遮拦的情况下,不但增大了系统NA且减小了系统波像差,提高了物镜整体性能。     

可用于极紫外光刻的三线毛细管的概念设计

极紫外光刻(EUVL)技术是目前193 nm浸没式光刻技术的延伸,有望突破30 nm或更小技术节点而成为下一代光刻(NGL)技术的主流。毛细管放电极紫外(EUV)光源可为极紫外光刻研究提供高效、便捷的光刻源头,但光源的辐射功率较低一直制约着极紫外光刻技术的发展。三线毛细管放电极紫外光源的概念设计与常用毛细管装置有着本质的区别,它们不同的工作机制将使三线毛细管放电产生的环带状等离子体极紫外光源的辐射功率明显高于常用毛细管的情形,最佳收集角也得到相应的提高。三线毛细管概念设计方案的提出不仅从技术上开拓出一片全新的领地,为极紫外光刻研究提供所需的光源,而且从效益上看更适合于大规模工业生产。     

无掩模光刻技术研究

介绍了无掩模光刻技术的现状和存在的问题,并对几种常见的无掩模光刻技术进行了详细的对比分析.研究表明,扫描电子束光刻具有极高的分辨率,但是生产效率较低;波带片阵列光刻技术已经在理论和实验上取得了广泛的成果,在保持无掩模光刻技术高分辨力的同时,对电子束的低效率将是一种补充,是一种很有潜力的用于制作掩模版的光刻技术.     

下一代曝光(NGL)技术的现状和发展趋势

通过介绍光刻技术的演变和所面临的挑战 ,揭示下一代光刻技术的发展潜力和研究现状。通过比较几种具有较大潜力的NGL(浸没式ArF光刻机、极紫外光刻和电子束曝光 )的特点、开发现状和有待解决的关键技术 ,预言将来可能是以极紫外光刻、电子束曝光和某种常规光刻机结合的方式来实现工业、前沿科学技术需要的各种微米 /纳米级图形的制备。     

EUV光刻技术的发展

介绍了半导体产业在制造极限的技术路线选择方面,下一代光刻技术—极紫外光刻设备面临的挑战及其开发和技术应用的进展现状,指出了在未来的22nm技术节点极紫外光刻进入量产的可能性。     

Modelling strategies for the incorporation and correction of optical effects in EUVL

Extreme ultraviolet lithography (EUVL) is a leading candidate for the 22 nm node lithography and beyond. However, there are still some critical problems before EUVL may be deployed in high-volume manufacturing. One of the critical problems is to estimate the EUVL aerial image formation for optical proximity correction (OPC) in order to compensate for EUVL effects such as shadowing and flare. This study discusses aerial image formation through modeling of optical transfer function to assimilate optical diffraction, long range layout dependent flare effects, and shadowing effects due to non-telecentric imaging optics in the EUV case. Hence, after optimizing optical process parameters to model the EUV aerial image, this study will investigate OPC modeling methods employed to compensate these optical effects in the mask design flow.     

极紫外光刻材料研究进展

极紫外光刻是微电子领域有望用于下一代线宽为22nm及以下节点的商用投影光刻技术,光刻材料的性能与工艺是其关键技术之一。为我国开展极紫外光刻材料研究提供参考,综述了最近几年来文献报道的研究成果,介绍了极紫外光刻技术发展历程、现状、光刻特点及对光刻材料的基本要求,总结了极紫外光刻材料的研究领域和具体分类,着重阐述了主要光刻材料的组成、光刻原理,光刻性能所达到的水平和存在的主要问题,最后探讨了极紫外光刻材料未来的主要研究方向。     

极紫外光刻光源

分析了极紫外光刻技术作为下一代光刻技术的首选技术目前飞速发展阶段的状况,表明欧、美、日、俄等国家和地区在该领域集中了大量的人力、物力的目标是将光刻精度提高到50nm.指出了极紫外光源是极紫外光刻的核心设备,目前的主要研究方向是提高能量转换效率和输出功率,提高系统各部分的寿命,降低成本等.     

极端远紫外光刻技术

半导体器件与集成电路的不断小型化要求特征尺寸越来越小 ,极端远紫外光刻是 5种下一代光刻技术候选者之一 ,它的目标是瞄准 70纳米及 70纳米以下的特征尺寸光刻。本文从极端远紫外光源、极端远紫外光学系统、反射掩模、光刻胶、光刻机等方面对极端远紫外光刻技术进行了分析论述 ,并且对它的应用前景进行了简要分析     

Controlled Deposition of ${rm SiO}_{2}$ Nanoparticles of NIST-Traceable Particle Sizes for Mask Surface Inspection System Characterization

Particulate contamination of masks is a serious challenge in extreme ultraviolet lithography (EUVL) technology due to the unavailability of conventional pellicles. EUVL mask surface inspection tools, operated at low pressure, are used not only for mask contamination control/monitoring but also for mask surface cleaning studies. In EUVL, contaminant particles can be generated during low-pressure stages of integrated circuit (IC) manufacturing and may contaminate the mask critical surface without protective pellicles. It is therefore needed to characterize the EUVL mask surface inspection tools with contaminants commonly seen in vacuum processes. We have developed a method to deposit particles of known material and NIST-traceable sizes on the mask surface for the purpose of calibrating the EUVL mask surface inspection tools. Our method can produce particles with 98% size-uniformity. SiO₂ particles with NIST-traceable sizes of 50 nm, 60 nm, and 70 nm were separately deposited on quartz mask blanks with a controlled deposition spot size and number density, and detected by a Lasertec M1350 mask surface scanner. The results demonstrate high capture efficiencies for 60 and 70 nm SiO₂ particles, and significantly lower capture efficiency for 50 nm SiO₂ particles. The sizing accuracy of Lasertec M1350 deteriorates with decreasing particle size.     

An ion-assisted Mo-Si deposition process for planarizing reticlesubstrates for extreme ultraviolet lithography

Substrate particles are a serious concern in the fabrication of reticles for extreme ultraviolet lithography (EUVL) because they nucleate defects in the reflective multilayer films that can print in the lithographic image. We have developed a strategy for planarizing reticle substrates with smoothing-layers and, in this letter, we investigate the smoothing properties of an ion-assisted Mo-Si deposition process. We have observed that ion-assistance can significantly improve the particle-smoothing properties of Mo-Si multilayer films and can do so without a significant increase in the high-spatial frequency roughness of the multilayer film. An ion-assisted Mo-Si smoothing-layer approach to reticle substrate planarization, therefore, shows significant promise for defect mitigation in EUVL reticles