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。     

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.     

ASML公司光学光刻技术最新进展

荷兰ASML公司作为全球三大光刻机集成生产商之一，通过不断的技术创新，在全球光刻机市场上居于领先地位。在简单介绍光刻机基本工作原理和主要技术指标的基础上，详细分析了ASML公司在光学光刻技术方面的最新技术进展。     

193nm光学光刻技术

目前看来,193nm光学光刻很有希望应用到0．13μm集成电路工业生产中去。本文从光源、照明系统、掩模、光刻胶、光刻机等方面对193nm光学光刻技术进行了分析,并介绍了它目前的一些进展情况,最后对它的应用前景进行了简要分析。     

应用于数字光刻机的DMD数据处理及控制系统

无掩膜数字光刻机已在PCB光刻及半导体光刻领域逐渐开始应用,相比传统掩膜式光刻机,可缩减光刻流程,节省光刻成本,使光刻数据在线实时调整变得更为简单。而DMD（数字微镜器件）目前作为数字光刻机常用的一种SLM（空间光调制）图形发生器,对其所需要进行的数据处理及控制较为关键。会直接关系到数字光刻机的曝光效率和产能。文章从DMD的驱动控制原理,探讨研究DMD在数字光刻机中的数据处理和控制流程、方法,实现较高的设备光刻效率。     

销售市场87亿美元的光刻机

信息网络（NewTripoli，Pa）的一份报告预测，2000年全世界光学光刻步进机的市场销售将达到87亿美元，几乎为1997年的二倍。1997年全世界步进光刻机市场增长1．3％，相当于前道设备增长5．7％。步进光刻机的平均售价增长9．6％，达到410万美元，从而增加了销售收入。步进光刻的     

侧墙铬衰减型新结构移相掩模的应用

提出了一种全新的移相掩模--侧墙铬衰减型移相掩模(SCAPSM),相对于通常的衰减型移相掩模,其制造工艺仅多两步,却可以较大幅度提高光刻分辨率.采用PROLITH光学光刻模拟软件,参考ArF步进扫描投影光刻机TWINSCAN XT:1400E的曝光参数,对侧墙铬衰减型移相掩模的工艺进行了研究,证明SCAPSM 离轴照明的方案可以将干式193nm光学光刻的分辨率提高到50nm.     

从极紫外光刻发展看全球范围内的技术合作

在针对芯片的"卡脖子"技术中, 极紫外(EUV)光刻是最重要的一环。EUV光刻技术已经被广泛应用于最先进工艺节点的集成电路芯片制造之中。它的研发交叉融合了光学、机械、电子、控制、软件、材料、数学、物理等多个学科的知识。EUV光刻的发展反映了世界范围内联合研发的演变过程, 开放和合作是发展过程中的主旋律。回顾了EUV光刻的发展历史及所涉及的重大项目和机构, 讨论了全球唯一的EUV光刻机制造商——ASML公司的灵活多变的国际化合作路线, 分析了自1997年以来世界各代表性研发机构的研发趋势以及与EUV光刻发展的关系, 详叙了各参与机构在世界范围内的合作对EUV光刻发展的影响。该研究为研发先进光刻机等类似高端装备提供了一些启示和参考。     

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。     

侧墙铬衰减型新结构移相掩模的应用

提出了一种全新的移相掩模--侧墙铬衰减型移相掩模（SCAPSM) ，相对于通常的衰减型移相掩模，其制造工艺仅多两步，却可以较大幅度提高光刻分辨率. 采用PROLITH光学光刻模拟软件，参考ArF步进扫描投影光刻机TWINSCAN XT:1400E的曝光参数，对侧墙铬衰减型移相掩模的工艺进行了研究，证明SCAPSM+离轴照明的方案可以将干式193nm光学光刻的分辨率提高到50nm.     

1:1投影曝光装置

随着正规的超大规模集成电路时代的到来,硅片加工工艺的核心技术——光学光刻,从高分辨率和高套刻精度要求来看,分步重复光刻机逐渐成为主流。这一趋势从近十个公司的分步重复光刻机目前在日本国内销售情况也可明暸。其中,去年日本的“立石电机”与“美国通用信号”     

侧墙铬衰减型新结构移相掩模的应用

提出了一种全新的移相掩模--侧墙铬衰减型移相掩模(SCAPSM),相对于通常的衰减型移相掩模,其制造工艺仅多两步,却可以较大幅度提高光刻分辨率.采用PROLITH光学光刻模拟软件,参考ArF步进扫描投影光刻机TWINSCAN XT:1400E的曝光参数,对侧墙铬衰减型移相掩模的工艺进行了研究,证明SCAPSM+离轴照明的方案可以将干式193nm光学光刻的分辨率提高到50nm.     

激励激光器在微光刻中的应用：一种有潜力的新用途变成现实

1982年,IBM公司的研究者首次报道将激励激光器用于半导体光刻。从此,激励激光器进入了用于接触曝光和掩模制造等的商品系统中。然而,最终的目标是研制激励激光器圆片步进光刻机,因为步进光刻机是任何半导体厂的骨干设备。1986年,AT＆T Bell实验室报道了激励激光器步进光刻机,打那以后,许多不同的工艺实验室和步进光刻机生产厂公开了他们关于类似计划方面的进展。若干光刻设备制造厂开始接受激励步进光刻机的定单,但是激励激光器在光刻中的前途并不见得比以往更为光明。     

光刻机的演变及今后发展趋势

微电子技术的发展一直是光刻设备和技术发展与变革的动力。通过介绍光刻机的演变和所面临的挑战，揭示下一代光刻设备的发展潜力，结合比较极紫外光刻机和电子束曝光机的开发现状和特点，预言将来以极紫外光刻机、电子束曝光机和某种常规光刻机结合，来实现工业需要的各种图形的制备。     

浸没式光刻技术

所谓浸没式光刻技术,是在光刻机的投影镜头与硅片之间用一种液体充满,以获得更好的分辨率及增大镜头的数值孔径。今天,193nm光刻机的数值孔径为0.85左右,采用浸没式光刻技术后,可以将其提高到1郾0以上。2003年5月,Intel宣布放弃157nm光刻机的开发,并将193nm光刻机的功能扩展至4     

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。     

光学和电子束曝光系统之间的匹配与混合光刻技术

介绍如何实现光学和电子束曝光系统之间的匹配和混合光刻的技术,包括:(1)光学曝光系统与电子束曝光系统的匹配技术;(2)投影光刻和JBX-5000LS混合曝光技术;(3)接触式光刻机和JBX-5000LS混合曝光技术;(4)大小束流混合曝光技术或大小光阑混合曝光技术;(5)电子束与光学曝光系统混合光刻对准标记制作技术.该技术已成功地应用于纳米器件和集成电路的研制工作,实现了20nm线条曝光,研制成功了27n m CMOS器件;进行了50nm单电子器件的演试;并广泛地用于100nm化合物器件和其他微/纳米结构的制造.     

光学和电子束曝光系统之间的匹配与混合光刻技术

介绍如何实现光学和电子束曝光系统之间的匹配和混合光刻的技术,包括:(1)光学曝光系统与电子束曝光系统的匹配技术;(2)投影光刻和JBX-5000LS混合曝光技术;(3)接触式光刻机和JBX-5000LS混合曝光技术;(4)大小束流混合曝光技术或大小光阑混合曝光技术;(5)电子束与光学曝光系统混合光刻对准标记制作技术.该技术已成功地应用于纳米器件和集成电路的研制工作,实现了20nm线条曝光,研制成功了27n m CMOS器件;进行了50nm单电子器件的演试;并广泛地用于100nm化合物器件和其他微/纳米结构的制造.     

下一代曝光(NGL)技术的现状和发展趋势

通过介绍光刻技术的演变和所面临的挑战,揭示下一代光刻技术的发展潜力和研究现状. 通过比较几种具有较大潜力的NGL(浸没式ArF光刻机、极紫外光刻和电子束曝光)的特点、开发现状和有待解决的关键技术,预言将来可能是以极紫外光刻、电子束曝光和某种常规光刻机结合的方式来实现工业、前沿科学技术需要的各种微米/纳米级图形的制备.     

下一代曝光(NGL)技术的现状和发展趋势

通过介绍光刻技术的演变和所面临的挑战 ,揭示下一代光刻技术的发展潜力和研究现状。通过比较几种具有较大潜力的NGL(浸没式ArF光刻机、极紫外光刻和电子束曝光 )的特点、开发现状和有待解决的关键技术 ,预言将来可能是以极紫外光刻、电子束曝光和某种常规光刻机结合的方式来实现工业、前沿科学技术需要的各种微米 /纳米级图形的制备。