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…     

157 nm光刻技术的进展

概述了作为下一代光刻技术之一的157nmF2准分子激光光刻技术的进展及各公司157nm曝光设备的开发现状。介绍了157nm光刻中各种制约因素,如CaF2材料的双折射现象、真空环境的排气及污染控制、保护薄膜的选择、折反射光学系统的选择与设计及新型抗蚀剂的开发等问题随着时间的推进已基本得到解决。最后讨论了157nm光刻技术在45nm及以下节点器件图形曝光引入的可能性和采用浸液式157nm光刻进入32nm技术节点器件图形曝光的潜力。     

输出功率20W的半导体激光激励全固体紫外激光器

日本三菱电机公司大孤大学和光学技术研究所共同开发了波长266nm,输出功率20W的半导体激光激励全固休紫外激光器。全固体紫外激光器用全固体高亮度绿激光器产生绿光(波长532nm),紫外转换光学晶体CLBO来改变波长。开发的全固体紫外激光器功率输出大而且频率高,代替以往加工用激光器,期望用于光刻线路板打孔等,电子部件加工和半导体     

通过镜头进行圆片—中间掩模对准的远紫外步进机

本文介绍一种具有0.42数值孔径、21.2mm像场尺寸、5×缩小率全石英镜头的新型准分子激光步进机,并报告其设计特色和实验结果。该系统的突出特点之一是采用了工作于633nm波长的直接以中间掩模为基准对准圆片的TTL对准系统。曝光波长同对准波长间焦差大的问题,是用镜头中的专用校正光路来解决的。所用激光器与步进机间的柔性光学接口和控制激光波长的联机校准系统,减轻了以准分子激光器作生产级光学光刻设备新型光源的困难。最后给出了分辨率及套刻精度的实验结果。     

向50nm拓进的光学光刻技术

非光学下一代光刻技术的缓慢进展和国际半导体技术发展规划 (ITRS)的加速 ,使光学光刻肩负着IC产业的重任 ,进一步向亚波长图形领域进军。为此 ,人们开发了大量的光学光刻扩展技术。其中包括传统的缩短波长和增大数值孔径 ,以及为了扩展最小间距线间图形的分辨力而提高部分相干性。通过这些途径 ,在 1 93nm曝光中实现了 >0 .80的数值孔径和0 .85的部分相干性 ,并将进一步向 1 57nm乃止 1 2 6nm过渡。此间 ,离轴照明 (OAI)、移相掩模(PSM)和光学邻近效应校正 (OPC)等K1因子将作为分辨力提高技术的核心 ,补充到光学光刻技术范畴。此外 ,光学光刻的扩展还将通过像场尺寸缩小和倍率增大的方法使步进扫描光刻机更好地支持并可望进入至少 70nm的技术节点 ,乃至 50nm的下一代光刻。     

193nm光刻技术进展和问题

光刻是制造大规模集成电路的主要方法。由于快速计算机和多功能处理器不断发展,并提出很多新的要求,促使半导体集成线路制造商力求增加单片上的元件密度。元件密度受最小光刻尺寸限制。虽然光刻工艺水平已能刻出准波长特征尺寸的集成线路的线宽,但是,连续发展几代的单片集成线路要求光源波长从436nm到365nm。用248nm波长光源(KrF准分子激光器).光刻的特征尺寸为0.25μm。期望能生产0.18μm特征尺寸的集成线路。为了生     

紫外光学:老光学材料寻求新用途

氟化钙 ( Ca F2 )就像光学透镜材料世界的冠军 ,甚至存在于自然界中的氟化物矿石也以其丰富的色彩而著称。 Ca F2 晶体透射1 30 nm和 1 0 μm(表 1 )间的光 ,第一次世界大战前一直在显微镜和照相机透镜中使用。现在 ,Ca F2 用作光谱附件 ,棱镜和透镜等红外应用 ,掺杂 Ca F2 也用于γ射线闪烁器。然而 ,这种材料能透射对于半导体加工中光刻极为关键的 1 93nm和 1 5 7nm准分子激光能量时 ,其应用又有新发展。Ca F2 突然成了明星 ,从而对它的材料特性、供应和性能都提出新的要求。对 Ca F2 需求迅速增长 ,但它却很难生产。生长晶体是一个…     

适合ArF准分子激光光刻的紫外光学材料

东北大学金属材料研究所的福田承生教授等找到了适合 Ar F准分子激光光刻的透镜、窗口材料Li Ca Al F6。高质量的 Li Ca Al F6单晶波长 1 93 nm的 Ar F准分子激光有望作为下一代光刻光源。然而 ,据称过去的透镜材料和窗口材料在这一波段却不能使用。研究组发现 ,新材料 Li Ca Al F6对紫外光有高承受能力 ,最短透过波长 1 1 2 nm,具有优异的紫外透过特性。 Li Ca Al F6加工性能优异 ,有望作为光学材料。试制的晶体大小如照片所示 ,预计能得到半导体曝光装置的透镜所需大小的晶体适合ArF准分子激光光刻的紫外光学材料@思源…     

抗深紫外光损伤镀膜新工艺的研究

准分子激光因其独特的光学特性很适合各种精密材料加工和生物医学。至今，用于导光的光学元件特别是光学件镀膜层受损是制约准分子激光在该领域稳定可靠工作的根本原因。光学镀膜工艺师已经找到了一种行之有效的方法来解决这个问题。采用该方法，光学膜的寿命可提高一个数量级以上。新的研究计划表明抗损伤镀膜工艺研究将会有进一步的提高。准分子激光增长最快的应用领域是光折变角膜术（PRJK）＃显微光刻术。在PRK应用中，烧蚀眼科医生用准分子激光去校正视力，必须准确地控制激光光束的均匀性和激光脉冲能量的稳定性，方能保证手术万无…     

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。     

下一代光刻技术研究开发情况

一、前言在微电子制造技术中,最为关键的是用于电路版图图形生成和复制的光刻技术,光刻技术的研究与开发在每一代集成电路技术的更新中都扮演着技术先导的角色。目前国际微电子领域最引人关注的热点就是即将到来的光刻技术变革。这一变革将对整个微电子制造技术的发展产生深远的影响。由于分辨率增强技术的发展,光学光刻的极限分辨率可以达到光源波长的1/2。因此,193nm 波长     

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.     

毫米级氟化钙盘腔的加工与测试

回音壁模式(Whispering Gallery Mode,WGM)的光学谐振腔作为光学研究的重要工具具有广泛的应用前景。以超纯单晶氟化钙为材料加工了直径为5 mm,厚度为1 mm的CaF2盘型腔,并用化学机械抛光法对其进行了光学抛光,得到了粗糙度为纳米级别的CaF2盘型腔。搭建盘腔与锥形光纤的耦合测试平台测试所加工盘型腔的光学性能,测得在波长为1 550 nm时所加工的盘型腔的品质因数为2.1106。对CaF2盘型腔损耗机制进行了理论分析,提出了提高CaF2盘型腔品质因数的方法。     

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。     

ArF和KrF准分子激光器用的光学材料和膜层的抗激光强度

可靠的拥有更短波长的准分子激光器的建成，几乎取决于其光学问题的解决，这些问题主要涉及腔的光学器件：各种反射率的镜子，准分子激光器的输出窗口。本文将在ArF和KrF准分子激光波段范围（λ=248um～193um）进行讨论。1．准分子激光器的窗口材料随着波段向紫外和真空紫外进展，透明材料的数量逐渐减少，由于对透过率、化学稳定性、极小吸湿度、价格和高均匀性的要求，最后只有极少部分可广泛用于准分子激光的输出窗口。对于XeCl和XeF激光器，其波长为308um和353um，理想的窗口材料为优质石英。如果波长再短些，石英的使用就要受到限…     

用于ArF准分子激光器的CaF_2衬底性能的实验表征

对用于ArF准分子激光器的CaF2衬底进行了表征实验研究。采用分光光度计测量了CaF2衬底的透射光谱和反射光谱,利用激光量热法测量了CaF2衬底吸收,分别利用原子力显微镜(AFM)和白光干涉仪(WLI)测量了CaF2衬底的表面粗糙度,并计算了功率谱密度(PSD)和表面散射,最后分别测量了CaF2衬底的荧光光谱、红外光谱和拉曼光谱。激光量热法测量5 mm厚准分子级CaF2衬底的吸收结果为922×10-6。AFM和WLI测得的CaF2衬底表面粗糙度均方根值分别为0.22和1.24 nm,计算表面散射损耗分别为0.005%和0.25%。荧光光谱在紫外(UV)级CaF2衬底中检测到Ce3+等杂质离子。红外光谱和拉曼光谱在CaF2衬底表面没有检测到水气和有机污染物。实验结果表明,激光量热法可以精确地测量和评价准分子级CaF2衬底的吸收,表面粗糙度的测量结果需要与散射的实测结果综合起来进行评价,荧光和红外等光谱技术是检测CaF2衬底内部痕量杂质及表面污染的有效手段。     

新型紫外激光器解决了微细加工的材料和成本问题

准分子激光器以其高精度和低热效应广泛用于各种材料的加工中，现已成为半导体芯片、微电子器件以及医疗设备制造商十分青睐的加工设备。当加工聚合物和陶瓷工件时，准分子紫外波长（157nm．193nm，248nm，266nm和355nm）进入靶材料时有很高的吸收率并会产生非常好的烧蚀结果。另外，通过简单地改变光学系统或气体即可将单个准分子激光器调谐至几个紫外波长，使其成为多用途加工设备。     

媒体扫描

自由电子激光波长突破 2 0 0 nm　　俄罗斯建造的 OK- 4激光器成为第一台以低于2 0 0 nm的深紫外波长 (“真空”紫外 )发射的自由电子激光器 ,它在杜克大学成功地发射了 193.7nm这样极短波长的激光。激光物理学家认为 2 0 0 nm是自由电子激光特有的技术障碍 ,因为用于产生自由电子激光的反射镜在如此短的波长下通常损耗非常高 ,并迅速退化。杜克大学物理学副教授 Vladimir L itvinenko说 :“这是我们的‘千年虫’问题。我认为在公元 2 0 0 0年前自由电子激光波长无法达到 2 0 0 nm”。包括准分子激光器在内的某些常规激光器可利用其他材料…     

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。     

采用梯形棱镜波前分割的激光干涉光刻技术

光学光刻技术在微细加工和集成电路(IC)制造中一直是主流技术。随着IC集成度的提高,要求越来越高的光刻分辨力,但光学光刻的分辨极限受光刻物镜数值孔径(NA)和曝光波长(λ)的限制。激光干涉光刻技术具有高分辨、大视场、无畸变、长焦深等特点,其分辨极限为λ/4,在微细加工、大屏幕显示器、微电子和光电子器件、亚波长光栅、光子晶体和纳米图形制造等领域有广阔的应用前景。阐述了激光干涉光刻技术的基本原理。提出了一种采用梯形棱镜作为波前分割元件的激光干涉光刻方法。建立了相应的曝光系统,该系统可用于双光束、三光束、四光束和五光束等多光束和多曝光干涉光刻。给出了具有点尺寸约220nm的周期图形阵列的实验结果。