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。     

光刻机系统中193nm薄膜的研究进展

193nm的ArF准分子激光光刻可将特征线宽推进到0．10μm。重点介绍了193nm薄膜的研究进展及影响薄膜性能的主要因素，并对具体的研究方向进行了总结。     

近期光刻用ArF准分子激光技术发展

193 nm ArF准分子激光光刻技术已广泛应用于90 nm以下节点半导体量产。ArF浸没式也已进入45 nm节点量产阶段。双图形光刻（DPL）技术被业界认为是下一代光刻32 nm节点最具竞争力的技术。利用双图形技术达到32 nm及以下节点已经被诸多设备制造商写入自己的技术发展线路。Cymer公司和Gigaphoton公司为双图形光刻开发了高输出功率、高能量稳定性和具有稳定的窄谱线宽度ArF准分子光源。分析了近期发展用于改进准分子激光性能的关键技术：主振-功率再生放大(MOPRA)结构、主振-功率振荡(MOPO)结构,主动光谱带宽稳定技术,先进的气体管理技术。对光刻用准分子激光光源技术发展趋势进行了简要的讨论。     

浸没式光刻的优势和可行性

浸没式光刻通过高折射率的液体充入透镜底部和片子之间的空间使光学系统的数值孔径具有显著的优势。在193nm曝光系统中,水(折射率为1.44)被选作最佳的浸入液体。通过成像模拟,现已证明ArF穴193nm雪浸没式光刻(NA=1.05～1.23)与F2穴157nm雪干法穴NA=0.85～0.93雪光刻具有几乎相同的成像性能。结合流体力学和热模拟结果,讨论了ArF浸没式曝光设备的优势和可行性。     

采用双扫描平台技术的ArF浸液式光刻

在193nm光刻中,已证明水是一种适于浸液式光刻的液体。浸液式光刻提出了一种可将传统的光学光刻拓展到45nm节点,甚至到32nm节点的潜能。另外,利用现有的透镜,浸液式光刻的选择提出了根据实际的数值孔径和特征图形可增大50%及更大的焦深范围。讨论了采用浸液式光刻获得的成像结果和套刻结果。采用一个0.75数值孔径的ArF透镜,我们用双扫描平台技术(TWINSCANTM)组装一台浸液式扫描光刻机的原理型样机。最初的浸液式曝光实验数据证明了焦深的增加较大,同时以高扫描速度保持了图像的对比度。在初期引入的生产型浸液式光刻中,将采用一个0.85数值孔径的ArF透镜。该系统的分辨率将以大于0.5μm的焦深有效地支持65nm节点半导体器件的加工。这种系统初始的成像技术数据证实有效的增大了其焦深范围。     

下一代光刻开发的进展

虽然下一代光刻(NGL)技术的开发仍在继续大力开展工作，但许多人一直支持“不断延续光学光刻”的呼声。248nm光刻性能的进一步扩展，更激励许多企业界人士指望用193nm光刻来完成45nm技术节点的光刻。     

光学参数配置对ArF光刻性能影响研究

针对分辨力100nm的ArF光刻机,在环形照明和四极照明下,对4种曝光图形结构光刻性能进行了仿真研究。仿真结果表明,如果光刻物镜在加工装调后的光波像差为6nm,杂散光为2%,工件台运动标准偏差为8nm,曝光量控制在10%,CD≤±10%CD,利用四级照明,可以在较大的焦深范围内(DOF≥0.4～0.5μm)实现满足器件要求的100nm密集线条、半密集线条的光刻成像。当曝光剂量更精确控制到7%,可以在较大的焦深范围内(DOF≥0.4～0.5μm)实现满足器件要求的100nm孤立线条的光刻成像。     

新世纪光刻技术及光刻设备的发展趋势

本文主要阐述了光刻技术的发展极限及193nm,157nm光学光刻技术和电子束投影光刻（SCALPEL）、X－射线光刻（XRL）离子投影光刻（IPL）等技术的发展趋势。并详细介绍了国际著名品牌的光刻机以及即将推出的新一代光刻机。对国内光刻设备的发展现状作了简要概述。     

X射线光刻技术的现状和发展

根据日本电气和日立公司的1GbitDRAM的报告文章,Gbit时代已开始了.另外,有关光刻0.1μm的MOS器件的报告也相继出现,尺寸0.1μm以下的超大规模集成电路的批量生产大有可能.根据美国半导体工业协会发表的1995—2010年规则,预测2001年设计尺寸为0.18μm的1Gbit集成电路2007年开始批量生产尺寸0.1μm的1Gbit的集成电路.为了实现该目标非常重要的是微细加工技术,尤其是批量生产的蚀刻技术是关键.按现有技术的连续性来看,希望继续发展光刻技术的研究,其目标是0.18μm的ArF准分子激光(波长193nm)的蚀刻技术的发展.再者,若考虑     

21世纪微电子光刻技术

介绍了248nm,193nm,157nm准分子激光投影光刻的发展过程和下一代光刻技术（NGL）的实用化前景。     

0.13μm集成电路制造中的光刻技术研究现状及展望

近三十年来集成电路的特征尺寸不断缩小 ,主要是由于光刻技术稳定发展而推动的。按美国半导体工业协会的推测 ,在以后的一些年内 ,集成电路的特征尺寸还会不断缩小 ,到 2 0 0 3年 ,0 .13μm集成电路将投入生产。有许多光刻技术可以作为生产这种电路的候选者 ,但这种集成电路最终由哪种光刻技术实现 ,目前还没有确定。文中介绍了其中的几种技术 (即 157nm光学光刻技术、X射线光刻技术和角度限制散射电子束光刻技术 )的研究现状 ,并对它们在 0 .13μm集成电路中应用的可能性进行了简单的评述     

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。     

光刻永恒

由于新近的技术突破,先前应用瓶颈在光刻领域得到解决方案.如今浸没式氟化氩(ArF)光刻技术已经被ITRS列为45nm,甚至于32nm节点的关键技术.如果要达到路图指标,新的介面液体,偏振光应用都需要继续研发.实验室的数据也证实了这些理论.光刻技术可望继续被延伸到2010年.     

KrF光刻工艺实现110nm以及更先进的技术节点

随着芯片价格的降低,为了获得更多的利润,业界必须不断向着更小（芯片尺寸）和更大（硅片面积）迈进。尽管300mm硅片与ArF光刻技术的组合已经成为了110nm以下先进工艺的主流,但是200mm硅片及KrF光刻技术以其成熟的技术、低廉的价格也在这一领域占有一席之地。由此,如何在110nm以下的技术中选择使用KrF光刻技术取代主流的ArF光刻技术成为了业界共同关心的话题。就光学复杂性本身而言,使用KrF光刻技术实现90nm技术节点,其K1因子已经达到了惊人的0.29,这与使用ArF光刻技术实现65nm技术节点可谓旗鼓相当。本文着重评估和研究了90nm技术节点上,KrF光刻技术实现多晶硅栅电极、金属1和接触孔的工艺表现。基于实验数据发现,基于先进的KrF光刻技术可以量产90nm工艺。     

4Gbit DRAM用的ArF准分子激光曝光技术

据日本《电子技术》1996年第8期报道，日本富士通公司为了1GbitDRAM的规模生产需要，开发了ArF准分子激光曝光技术，成功地形成了用于4GbitDRAM的0．13μm尺寸的图形。ArF准分子激光（波长193nm）因比原i线光学光刻（波长365nm）的波长短，所以必须同时开发新的光刻材料。该公司开发了环氧树脂类的单层胶（2MAdMA—MLMA）和超高分辨率技术。并结合移相掩模技术实现了最小线宽为0．12μm的图形。采用该技术适用于4GbitDRAM0．13μm尺寸的存储单元，单元尺寸为0．59μ×0．34μm，单元面积为0．20μm2。4Gbit DRAM用的ArF准分子…     

从特征尺寸的缩小看光刻技术的发展

从特征尺寸不断缩小变化的角度阐述了近代光刻技术发展的历程。指出90nm节点的主流光刻技术是193nmArF光刻;193nm浸入式光刻技术作为65nm和45nm节点的首选光刻技术,如果配合二次曝光技术,还可以扩展到32nm节点的应用,但成本会增加;如果特征尺寸缩小到22nm和16nm节点,EUV光刻、无掩模光刻以及纳米压印光刻等将成为未来发展的重要研究方向。在对各种光刻技术的原理、特点以及优缺点等分析对比的基础上,对未来主流光刻技术的发展做了一定的展望。     

光刻：今天的功绩,明天的挑战

当前,光刻工业所面临的三个重要挑战为:极限尺寸控制、重影及费用。对于分辨率0.5μm代产品,这些挑战就已存在,当极限尺寸缩小时,挑战也变得更加严峻。挑战之一:极限尺寸当前,服役中的光刻设备的基础部分是分辨能力为0.4～0.5μm的Ⅰ—线步进器。利用焦深超过1μm的光学系统及±15％曝光范围的高性能抗蚀剂,该分辨率是可以达到的。在发展过程中由于采用DUV光刻技术,不需要诸如相移掩模及离轴照明,0.25μm大小线度得到了证实。另外,采用较短波长(193nm)进行曝光,0.12μm分辨率得到了证实。     

193nm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。     

深亚微米光学光刻设备制造技术

相对于其它“后光学”光刻技术 ,在 0 1 3μm甚至 0 1 3μm以下集成电路制造水平上 ,光学光刻仍然具有强大的吸引力。随着光学光刻极限分辨率的不断提高 ,当代光学光刻设备正面临着越来越严重的挑战。论述了深亚微米光学光刻设备的技术指标和面临的技术困难 ,对其中一些关键的技术解决方案进行了分析。     

ArF准分子激光光刻的研究现状

193nmArF准分子激光光刻是21世纪提高超大规模集成电路(VLSI)集成度的一项关键技术,已成为高技术领域的研究热点。作者从193nm激光光刻的光学系统设计、光学材料、光源、光致抗蚀剂及器件应用等方面综述了深紫外激光光学光刻技术的近期发展及应用。