0.13μm工艺与248nm KrF光刻机

ITRS规划2001年实现0.13μm工艺.实际上2001年0.13μm工艺已达量产.0.13μm工艺包括248nm光刻技术、高k绝缘材料、低k绝缘材料和铜互连技术等新技术.248nm光刻技术是实现0.13μm工艺达到量产的最关键技术,为此,必须采用248nmKrFstepper(准分子激光扫描分步投影光刻机).     

O.13μm工艺与248nm KrF光刻机

ITRS规划2001年实现0.13μm工艺。实际上2001年O.13μm工艺已达量产。0.13μm工艺包括248nm光刻技术、高k绝缘材料、低k绝缘材料和铜互连技术等新技术。248nm光刻技术是实现0.13μm工艺达到量产的最关键技术,为此,必须采用248nmKrFstepper(准分子激光扫描分步投影光刻机)。     

90nm与65nm光刻工艺各有千秋

2003年下半年起英特尔等世界顶级IC公司陆续量产90nm芯片，比国际半导体技术蓝图ITRS2001／2003要求2004年实现90nm工艺的规划提前了一年。2005年底、2006年初世界半导体市场“霸主”英特尔量产65nm芯片，比ITRS2003要求2007年实现65nm工艺的规划整整提前了一年，两者如出一辙。光刻工艺是量产90／65nm芯片最重要、最关键的工艺之一，也是使用频率最高的工艺，如90／65nm铜互连需8层金属布线，那至少要进行15次光刻，因为金属互连层间还需绝缘层隔离。目前光刻工艺能量产的只有光学光刻技术，它是通过不断缩短曝光波长（λ）、增大数值孔径（NA）和降低工艺因子（k1）来提高其水平，从而达到不断缩小芯片的特征尺寸的目的，如从90nm——65nm。     

32nm工艺及其设备

2007年9月英特尔推出全球首款32nm SRAM,2007年11月IBM推出32nm SRAM;2007年12月台积电推出32nm测试芯片。业界认为,2009年下半年量产32nm芯片。32nm芯片将采用193浸没式光刻与双重图形,高k电介质/金属栅极,超低k电介质,高kSOI等技术。为了使双重图形技术用于32nm节点,ITRS2006修正版提出了具体的要求。2007年ASML推出XT:1900I,2008年尼康推出NSR-S611C,以用于32nm光刻工艺。     

45nm工艺与关键技术

介绍了45 nm芯片所采用的关键工艺技术:193 nm ArF干法/浸没式光刻技术、低k电介质技术、高k电介质技术和应变硅技术等。英特尔45 nm全功能153 MB SRAM芯片与65 nm芯片相比,晶体管密度提高了2倍,晶体管开关速度提高20%以上,晶体管漏电流降低到65 nm芯片的1/5,存储单元面积为0.346μm2。指出英特尔45 nm芯片MPU将在2007年下半年实现量产,并且继英特尔之后,TI、IBM、特许、英飞凌、三星、台积电和台联电等均已推出了45 nm芯片,说明45 nm芯片技术正在日益走向成熟。     

提高193nm ArF Stepper分辨率的几种技术

193nm ArF Stepper是量产90nm芯片的主流光刻机。在此基础上。综合采用浸入式光刻技术和增大数值孔径NA技术等。已制造出193nm ArF浸入式光刻机．它将是量产65／45nm芯片的主流光刻机。     

当前IC制造的几种新工艺

2001《国际半导体技术指南(ITRS)》要求2004年IC芯片特征尺寸达90nm。为了实现这个规划,必须采用IC制造的多种新工艺,如铜互连、低k绝缘层、CMP、高k绝缘层、应变硅和SOI等。     

193 nm浸液式光刻技术现状

概述了193nm浸液式光刻技术发展现状及技术路线,结合国际半导体技术发展指南(ITRS)和各公司在SPIE微光刻研讨会上宣布的最新研究成果,探讨了193nm浸液式光刻技术的发展趋势。     

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。     

300mm晶圆芯片制造技术的发展趋势

采取300mm晶圆是半导体生产发展的必然规律.300mm晶圆与90nm工艺是互动的.90nm新工艺主要包括193nm光刻技术、铜互连、低k绝缘层、CMP、高k绝缘层、应变硅和SOI等.本文着重讨论300mm晶圆芯片制造技术的发展趋势.     

65nm/45nm工艺及其相关技术

介绍了65nm/45nm工艺的研究成果、157nmF2stepper技术、高k绝缘层和低k绝缘层等技术。着重讨论了157nmF2stepper的F2激光器、透镜材料、光刻胶和掩模材料问题。     

32nm CMOS工艺技术挑战

根据国际半导体技术发展蓝图（international technology roadmap for semiconductor, ITRS) , CMOS技术将于2009年进入32nm技术节点. 然而,在CMOS逻辑器件从45nm向32nm节点按比例缩小的过程中却遇到了很多难题. 为了跨越尺寸缩小所带来的这些障碍,要求把最先进的工艺技术整合到产品制造过程中. 文中总结并讨论了可能被引入到32nm节点的新的技术应用,涉及如下几个方面：浸入式光刻的延伸技术、迁移率增强衬底技术、金属栅/高介电常数栅介质（metal/high-k, MHK）栅结构、超浅结（ultra-shallow junction, USJ）以及其他应变增强工程的方法,包括应力邻近效应（stress proximity effect, SPT) 、双重应力衬里技术（dual stress liner, DSL) 、应变记忆技术（stress memorization technique, SMT) 、STI和PMD的高深宽比工艺（high aspect ratio process, HARP) 、采用选择外延生长（selective epitaxial growth, SEG）的嵌入SiGe (pFET）和SiC (nFET）源漏技术、中端（middle of line, MOL）和后端工艺（back-end of line, BEOL）中的金属化以及超低k介质（ultra low-k, ULK）集成等问题.     

45nm工艺及材料的最新动态

介绍了45nm芯片、工艺和设备的最新动态。英特尔、TI、IBM、特许、英飞凌和三星都推出了45nm功能芯片。45nm主要工艺包括光刻、应变硅、低k电介质、Cu互连、高k电介质和离子注入等。光刻工艺采用193nmArF/浸没式光刻机。45nm工艺中应变硅技术已步入第三代,它综合采用双应力衬垫、应力记忆和嵌入SiGe层。     

65 nm工艺及其设备

介绍了65nm工艺及其设备。它包括光刻工艺与193nmArf/浸入式光刻机、超浅结工艺与中电流/高电流离子注入机、铜互连工艺与PVD/ALD设备、CMP工艺与低应力CMP设备和清洗工艺与无损伤清洗设备等。     

193 nm ArF浸没式光刻技术PK EUV光刻技术

2006年11月英特尔决定采用193nm ArF浸没式光刻技术研发32nm工艺。2007年2月IBM决定在22nm节点上抛弃EUV光刻技术,采用193nm ArF浸没式光刻技术。对于32nm/22nm工艺,193nm ArF浸没式光刻技术优于EUV光刻技术,并将成为主流光刻技术。     

铜互连及其相关工艺

介绍了铜互连、金属间低K绝缘层和CMP工艺。ITRS2001/1999对铜互连、金属间低K绝缘层和CMP工艺提出了具体的要求和进程。ITRS2001比ITRS1999整整提前了一年。铜互连和金属间低K绝缘层可解决布线RC延迟问题,CMP可解决晶圆表面不平整问题。IC特征尺寸、铜互连层厚度、金属间低K绝缘层厚度和Cu/低K鄄CMP所用研磨膏粒子尺寸都已步入纳米级,从而进一步提高了高端IC的密度和速度。