激光对毛细管放电三束等离子体极紫外耦合光源的作用

极紫外光刻技术(EUVL)利用波长为13.5 nm的极紫外(EUV)光源,可以轻松突破30 nm技术节点而实现大规模工业生产。毛细管放电直接将电能转换成等离子体的极紫外辐射能,具有较高的能量转换效率。毛细管放电三束等离子体极紫外耦合光源利用激光等离子体(LPP)的热膨胀力与三束等离子体所受的洛仑兹力相互作用,耦合出较大面积的极紫外辐射区,从而在满足用光要求的前提下大幅度地降低毛细管放电的重复频率,有利于光刻生产。在实现三对电极同时放电以及放电与激光同步触发的基础上,探讨了激光对耦合光源所起的作用。实验发现位置耦合对极紫外光源的影响很小,激光等离子体引起的动力耦合成为问题的关键,有待于逐步解决。     

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     

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。     

应用于极紫外光刻系统多层膜的研究进展

极紫外光刻是采用波长为13.5 nm的极紫外光作为光源,实现半导体集成电路工艺22 nm以及更窄线宽节点的主要候选光刻技术。性能优越稳定的多层膜技术是构建整个极紫外光刻系统的重要技术之一、从高反射率、波长匹配、控制面形以及稳定性和寿命方面总结了极紫外光刻系统中多层膜的性能要求和最新的研究进展,叙述了制备高性能多层膜的方法和沉积设备,讨论了多层膜制备技术存在的问题和发展的方向。     

EUV光刻技术的挑战(2015"现代光学制造工程与科学"国际论坛暨高端研讨会演讲)

光刻机的分辨率是基于瑞利分辨率公式R=k1λ/NA,提高分辨率的途径是缩短曝光光源的波长和提高投影物镜的数值孔径.目前主流市场使用的是193 nm 浸没光刻机多曝光技术,已经实现16 nm 技术节点的集成电路大规模生产.相对于193 nm 浸没光刻机双曝光技术,极紫外(波长13.5 nm )光刻技术可以为集成电路的生产提供更高的k1,在提供高分辨率的同时拥有较大的工艺窗口,减小光刻工艺复杂性,是具有很大吸引力的光学光刻技术,预计将在14 nm/11 nm 节点进入集成电路批量生产应用.但是,极紫外光刻技术还有包括曝光成像(patterning)、掩模版(m ask)、光刻机(scanner)、高功率极紫外光源(source)、极紫外光刻胶、光学系统寿命等挑战需要解决.其中光刻机方面的挑战主要有:光刻机基础平台技术,对焦、剂量与套刻控制技术,光学设计与制造技术,光学测量技术,多层膜技术,波像差、杂散光控制等技术.本文对极紫外光刻的主要挑战技术进行论述.     

应用于极紫外光刻系统多层膜的研究进展

极紫外光刻是采用波长为13.5nm的极紫外光作为光源,实现半导体集成电路工艺22纳米以及更窄线宽节点的主要候选光刻技术。性能优越稳定的多层膜技术是构建整个极紫外光刻系统的重要技术之一。从高反射率,波长匹配,控制面形以及稳定性和寿命方面总结了极紫外光刻系统中多层膜的性能要求和最新的研究进展,叙述了制备高性能多层膜的方法和沉积设备,讨论了多层膜制备技术还存在的问题和发展的方向。     

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.     

毛细管内径对Xe 气放电极紫外光源的影响

极紫外光源功率是影响光源使用的关键参数,研究放电等离子体EUV 光源等离子体时间特性,优化放电结构和光源功率具有重要意义。理论上计算了不同内径毛细管内等离子体压缩过程和收集效率,实验上采用极紫外探测器测量了毛细管内径对Xe 气极紫外光源13.5 nm(2%带宽)辐射输出时间特性的影响,分析了毛细管内径对等离子状态的影响。结合该系统光学收集系统设计参数、不同内径毛细管收集效率和极紫外探测器信号强度,给出了不同内径毛细管中间焦点处13.5 nm(2%带宽)光功率比。结果表明:气压7 Pa、电流28 kA 时,毛细管内径7mm 条件下,光源中间焦点处光功率最优化。     

极紫外光刻给光学技术带来的挑战

概述了极紫外光刻技术的发展,阐明了极紫外光刻技术的特点,说明了极紫外光刻的关键光学技术.极紫外光刻中光学元件的评价需要采用随空间波长变化的表面功率谱密度进行评价,分析了不同区域内表面误差对极紫外光刻系统性能的影响,给出了极紫外光刻对相应空间波长区域的技术要求和现在技术能够达到的水平.根据这些问题,重点说明了极紫外光刻如何将光学加工、检测和镀膜技术带到了原子尺度.最后建议我国能够抓紧时间,尽快启动相关研究,推动我国相关领域的发展.     

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     

Experimental test chamber design for optics exposure testing and debris characterization of a xenon discharge produced plasma source for extreme ultraviolet lithography

A commercial EUV light source is currently used in the MS-13 EUV Micro Exposure Tool (MET) produced by Exitech Ltd. The source uses a xenon z-pinch discharge to produce 13.5 nm light intended for use in extreme ultraviolet lithography (EUVL). During operation, an erosive flux of particles is ejected from the pinch plasma, contributing to limitations in the lifetime of nearby collector optics. A diagnostic chamber is presented that permits characterization of the debris fields present, exposure of optical samples, and evaluation of debris mitigation techniques. Available diagnostics include a Faraday cup, a spherical sector energy analyzer (ESA), and a EUV photodiode. This paper details the chamber design and initial results of source characterization. Faraday cup analysis shows that the maximum theoretical ion energy is 53 keV, ESA measurements show the presence of Xe⁺, Xe²⁺, Ar⁺, W⁺, and Mo⁺ ions, and microanalysis of exposed mirror samples is used to show the erosive effects of plasma exposure.     

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.     

光源掩模协同优化的原理与应用

当半导体技术节点缩小至14 nm及以下时,光刻技术也逐渐接近了其物理极限.光源掩模协同优化(SMO)作为一种新型的分辨率增强技术,能够显著提升极限尺寸下半导体光刻的重叠工艺窗口,有效延伸当前常规光刻技术的生存周期.综述了SMO这一技术,分析了SMO的原理,介绍了该技术的发展和在半导体制造工艺中的应用,重点探讨了其在先进光刻节点研发中的应用,并对其挑战和发展趋势进行了展望,认为SMO不仅是193 nm浸润式光刻技术的重要组成部分,也将是EUV光刻中必不可少的一种技术.     

EUV掩模版在曝光过程中的热变形

极紫外光刻(EUVL)技术是实现45 nm特征尺寸的候选技术之一,产业化设备要求300 mm硅片的产率大于每小时80片(80 wafer/h),此时入射到掩模版上的极紫外光功率密度很高,掩模版上的吸收层和Mo/Si多层膜将分别吸收100%和35%的入射光能量,从而导致其热变形,引起光刻性能下降,因此必须分析和控制掩模热变形。利用有限元方法分析掩模版在不同功率密度下的热变形,结果表明,抗蚀剂灵敏度为7 mJ/cm2和5 mJ/cm2时,入射到掩模版上的光功率密度分别为259.24 W/cm2和184.38 W/cm2,掩模版图形区域x-y平面内最大变形分别为1.11 nm和0.71 nm,z方向最大变形分别为0.26 nm和0.19 nm。     

Laser-produced plasma light source for extreme ultraviolet lithography

Pulsed Nd:YAG lasers have been developed to achieve high peak power and high pulse repetition rate. These systems are being used as drivers for laser-produced plasmas which efficiently convert the 1064-nm laser output to extreme ultraviolet (EUV) light at 13.5 nm for future microlithography systems. The requirements for laser-produced plasma EUV light sources and their integration in lithography tools for high-volume manufacturing are reviewed to establish the key design issues for high-power lasers and plasma targets. Xenon has been identified as a leading target material to realize the goals of intense EUV emission and clean operation. Recent progress in high-power diode-pumped Nd:YAG lasers and xenon targets for EUV generation is reviewed, showing that laser-produced plasma sources meet the needs for current EUV lithography development tools. Future directions to meet EUV source requirements for high-volume manufacturing tools are discussed.     

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。