落水山鸡变凤凰——193nm浸没式光刻技术之回顾与展望

随着芯片特征尺寸的持续缩小．IC制程的革新上演着一幕幕改朝换代的传奇故事。轻松的如铜互连PK铝互连，艰难的有LowK、HighK材料部分替代SiO2。其中最富戏剧性的莫过于193nm光刻技术对157nm光刻的绝地大反击。2002年以前．业界普遍认为193nm无法延伸到65nm制程．而157nm将成为主流技术。而如今浸没式光刻不但帮助193nm重拾信心并成功延伸至65nm制程，且193nm浸没式光刻迅速成为45nm制程的主流技术．并极可能继续向下延伸。     

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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

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     

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。     

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。     

亚65 nm及以下节点的光刻技术

由于193 nm浸入式光刻技术的迅速发展,它被业界广泛认为是65 nm和45 nm节点首选光刻技术.配合双重曝光技术,193 nm浸入式光刻技术还可能扩展到32 nm节点,但是光刻成本会成倍增长,成品率会下降.随着ASML在2006年推出全球第一款EUV曝光设备,人们纷纷看好EUV技术应用到32 nm及以下节点,但是它仍需克服很多技术和经济上的挑战.对于22 nm节点,电子束直写是最可行,成本最低的候选方案,业界将在它与EUV技术之间做出抉择.     

193nm浸入式光刻技术独树一帜

介绍了193nm浸入式光刻机和193nm光刻胶的最新发展动态以及下一代193nm浸入式光刻机。     

0.1μm线宽主流光刻设备—193nm(ArF)准分子激光光刻

阐述了可实现 0 1μm线宽器件加工的几种候选光刻技术 ,对 193nm(ArF)准分子激光光刻技术作了较为详细的论述 ,指出其在 0 1μm技术段的重要作用 ,并提出了研制 193nm(ArF)光刻设备的一些设想。     

浸没式光刻技术的研究进展

浸没式光刻技术是将某种液体充满投影物镜最后一个透镜的下表面与硅片之间来增加系统的数值孔径,可以将193nm光刻延伸到45nm节点以下。阐述了浸没式光刻技术的原理,讨论了液体浸没带来的问题,最后介绍了浸没式光刻机的研发进展。     

纳米压印光刻技术--下一代批量生产的光刻技术

纳米压印光刻技术已被证实是纳米尺寸大面积结构复制的最有前途的下一代技术之一。这种速度快、成本低的方法成为生物化学、μ级流化学、μ-TAS和通信器件制造以及纳米尺寸范围内广泛应用的一种日渐重要的方法,如生物医学、纳米流体学、纳米光学应用、数据存储等领域。由于标准光刻系统的波长限制、巨大的开发工作量、以及高昂的工艺和设备成本,纳米压印光刻技术可能成为主流IC产业中一种真正富有竞争性方法。对细小到亚10nm范围内的极小复制结构,纳米压印技术没有物理极限。从几种纳米压印光刻技术中选择两种前景广阔的方法——热压印光刻(HEL)和紫外压印光刻(UV-NIL)技术给予介绍。两种技术对各种各样的材料以及全部作图的衬底大批量生产提供了快速印制。重点介绍了HEL和UV-NIL两种技术的结果。全片压印尺寸达200mm直径,图形分辨力高,拓展到纳米尺寸范围。     

193nm光学掩模与x射线掩模技术比较

目前看来,１９３ｎｍ与ｘ射线光刻技术都很有希望应用到０．１３μｍ及０．１３μｍ以下的集成电路工业中去,而掩模制作对这两种光刻技术而言是非常重要的。本文对１９３ｎｍ光学掩模与ｘ射线掩模制造技术进行了对比分析。     

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。     

硅集成电路光刻技术的发展与挑战

从微电子集成电路技术发展的趋势,介绍了集成电路技术发展对光刻曝光技术的需求,综述了当前主流的DUV光学曝光技术和新一代曝光技术中的157nm光学曝光、13nm EUV曝光、电子束曝光、X射线曝光、离子束曝光和纳米印制光刻技术的发展状况及所面临的技术挑战.同时,对光学曝光技术中采用的各种分辨率增强技术如偏轴照明(OAI)、光学邻近效应校正(OPC)、移相掩膜(PSM)、硅片表面的平整化、光刻胶修剪(resist trimming)、抗反射功能和表面感光后的多层光刻胶等技术的原理进行了介绍,并对不同技术时代可能采用的曝光技术作了展望性的评述.     

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。