NEC采用浸入式光刻开发出55nm工艺,预计2007年量产

NEC电子公司开发出名为UX7LS的55nm节点工艺,采用了浸入式光刻和高k材料。该工艺可提供比65nm工艺在操作和待机模式下低十分之一的功耗。UX7LS是对65nm工艺的改进版本。通过将65nm工艺技术与高k薄膜结合,开发出了极限低功率LSI,该工艺将适于手机、移动消费类产品以及网络系统的LSI产品。NEC电子采用体偏置敏感器件结构来控制晶体管阈值电压,并利用生长于常规门SiO2层上的高k(HfSiON)门绝缘薄膜实现更低功率器件,厚度与SiO2相同,为1.8nm。采用UX7LS工艺的SRAM将具有92.5万门/平方米的门密度,单元尺寸为0.432μm2。该公司将于2…     

用电子束曝光的等离子干显影

半导体制造工艺中,干处理技术以腐蚀或抗蚀剂剥离为主。这种干处理技术可防止以往的溶液法引起的侧面腐蚀或药品污染引起的缺陷,而且具有可以省去防止公害的废液处理设备等很多优点。特别是最近,伴随着器件高密度化、高集成化的进展,研究出了反应溅射法或反应离子刻蚀法等新的干腐蚀技术,试制出了用溶液法无法实现的微细图形。 就干法加工抗蚀剂图形的显影技术来说,在能够提高尺寸精度、防止由显影液污染而发生的缺陷及简化工序的同时,通过与抗蚀剂剥离以及腐蚀等干加工技术相结合,能够实现光刻工艺大幅度干法化,     

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。     

193 nm浸没式光刻材料的研究进展

介绍了193 nm浸没式光刻技术的兴起和面临的挑战.在所涉及的材料方面,对第一代、第二代及第三代的浸没液体进行了介绍,对顶部涂料的类型及其应用进行了归纳概述.并对顶部涂料存在的问题进行了阐述.对光刻胶材料中涉及的产酸剂、主体树脂及光刻胶应用方面进行了综述,并重点描述了无须顶部涂层的光刻胶,最后对193 nm浸没式光刻材料发展趋势作了展望.     

超高数值孔径镜头面临的挑战

近来,关于浸没式光刻的讨论很多,不过它们大多集中在缺陷率和套刻精度上,而很少涉及到浸没式技术怎样使光刻机供应商具备设计与制造超高数值孔径镜头的能力,而这曾被认为是不可能实现的。尽管理论上折射式镜头能够扩展到很高的NA,但是由于受到材料和光刻机尺寸的限制,这种扩展并不现实。因此,要想研制超高NA的下一代镜头,必须采用截然不同的镜头设计。     

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。     

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.     

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。     

科技简讯

日本富士通研究所在世界上首次开发出导电性抗蚀剂技术,该技术能解决最小尺寸小于0.18μm的逻辑LSI中的带电问题。预计在二十一世纪初,批量生产最小尺寸0.18μm的逻辑LSI中,选通电路氧化膜厚小于5nm。但是在这种超微细器件的实用上存在的严重问题是抗蚀剂的带电,因现在的抗蚀剂是绝缘体,故易带电,随着器件的微细     

降低双重图形光刻的成本

双重图形（DP）将是32nm技术节点的备选光刻技术之一。但由于这种方法需要两次曝光和两次刻蚀步骤,因此工艺成本较高且比较耗时。IMEC及其研发伙伴已经详细研究了替代工艺流程,从成本、关键尺寸均匀性（CDU）、线条粗糙度（LR）和套刻精度的角度,对工艺流程和材料进行了评估。     

150nm成像的0.7NA远紫外步进扫描系统

为了拓展KrF光刻在小于 1 80nm的SIA设计规则技术阶段的制造能力 ,需要一种最大 0 7NA透镜的远紫外步进扫描曝光系统来提供足够的工艺容限。面临着SIA的 1 5 0nm设计规则技术阶段 ,采用 2 48nm光刻的制造难题包括接触孔复印 ,疏密图形偏差控制以及可满足全视场CD的均匀性。所有这些均得益于更大数值孔径的透镜。论述了在一台PAS5 5 0 0 / 70 0B远紫外步进扫描系统中取得的实验结果。该机的设计是在PAS5 5 0 0 / 5 0 0机的基础上 ,采用一种新的 0 7NAStarlithTM透镜、AERIALTMⅡ型照明系统和先进的ATHENA对准系统组成。得出了 1 80nm和 1 5 0nm以及更小尺寸的密集和单线条图形、1 80nm和 1 6 0nm接触孔图形的成像结果。除成像性能外 ,还得出了像平面偏差 ,系统畸变标记、单机套刻和多机套刻结果。对于ATHENA对准系统、对准重复性以及在CMP加工后的片子上的套刻结果也给予展示。这种曝光设备可提供 1 5 0nm设计规划技术阶段批量生产要求的成像能力和套刻性能 ,并具有应用于更小设计规则研究与开发的潜力     

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。     

应用TWINSCAN平台的ArF浸没式工艺

For 193-nm lithography, water proves to be a suitable immersion fluid. ArF immersion offers the potential to extend conventional optical lithography to the 45-nm node and potentially to the 32-nm node. Additionally, with existing lenses, the immersion option offers the potential to increase the focus window with 50% and more, depending on actual NA and feature type. In this paper we discuss the results on imaging and overlay obtained with immersion. Using a 0.75 NA ArF projection lens,we have built a proto-type immersion scanner using TWINSCANTM technology. First experimental data on imaging demonstrated a large gain of depth of focus (DoF),while maintaining image contrast at high scan speed. For first pilot production with immersion, a 0.85 NA ArF lens will be used. The resolution capabilities of this system will support 65 nm node semiconductor devices with a DOF significantly larger than 0.5 um. Early imaging data of such a system confirms a significant increase in focus window.     

改进缺陷,套刻和聚焦性能的第五世代浸没式曝光系统

论述了第五世代双扫描平台浸液式扫描曝光机的性能和进展。表明了在高速扫描状态下有生产价值的套刻和聚焦性能的实现。浸液式设备更多的关键部分与缺陷有关,而且该机的改进是通过有生产价值的缺陷水平方面来体现的。为了保持这种缺陷水平的改进效果,需要在圆片应用中进行专门稳定的测量。特加是边缘空泡除去(EBR)设计和圆片斜面良流线性是很重要的。     

Variable-shaped e-beam lithography enabling process development for future copper damascene technology

To realize fast and efficient integrated circuits the interconnect system gains an increasing importance. In particular, this is the case for logic and processor circuits with up to 12 metallization layers. In order to optimize this technology and the according processes it is desirable to generate flexible test structures in small lot production. In opposition to standard optical lithography using masks, Electron Beam Direct Write (EBDW) lithography can rapidly deliver special test structures at low cost. Furthermore, critical dimensions of future technology nodes which are not yet manufacturable by standard optical lithography tools can be produced. In this paper we demonstrate the potential of the 50 kV variable shaped EBDW cluster for patterning of future back-end-of-line (BEOL) structures on full 200 mm wafers. The patterned wafers have been used to develop next generation copper damascene interconnect processes for critical dimensions down to 50 nm.     

An overview of X-ray lithography

Current achievements and future prospects of SR base x-ray lithography are explained through an account of research and development efforts made by NTT LSI Laboratories. The SR lithography system, including the compact SR light source Super-ALIS and beamlines with efficient mirrors, is now at the stage of practical use. The vertical x-ray steppers SS-1 and SS-2 have attained a repeatability of overlay accuracy as high as 25 nm (3σ). High-accuracy x-ray masks can be fabricated by applying the multiple-exposure method. Further improvement in pattern placement accuracy is expected with application of distortion compensation writing. Intense efforts made in development of x-ray mask inspection and repair technology resulted in the fabrication of defect-free x-ray masks. Test fabrication of CMOS/SIMOX LSIs has yielded fully functional devices, with an improved overlay accuracy of 0.1 to 0.15 μm (3σ), and a CD control of ±10% in 0.2 μm regions. Further application of SR lithography to the test fabrication of future LSIs will prompt the implementation of this technology into the practical process.     

Highly Sensitive Focus Monitoring on Production Wafer by Scatterometry Measurements for 90/65-nm Node Devices

RENESAS factories are starting to use scatterometry for inline focus measurement. This paper presents the development of the method used for nondestructive, high accuracy, and high-speed focus measurement on production wafers. Focus change results in a subtle variation of the photoresist shape, and this phenomenon is parameterized by using a new eight-layer model. Partial least squares regression methods are used to calculate focus from scatterometry measurement results. The measurement error for a focus variation of 0.1 mum is within 30 nm. This method enables the focus offset to be corrected more frequently without increasing the aligner machine downtime and reduces the depth of focus required because of aligner fluctuation. With it, we will be able to get sufficient focus margins for mass production of devices beyond the 65-nm-node devices.     

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27nm 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.     

NGL comparable to 193-nm lithography in cost,footprint, and power consumption

A comparison of ArF immersion single exposure, double patterning, extreme UV, and multi-e-beam maskless lithography (MEB ML2) systems, is made on their special characteristics, then in footprint, cost, and raw energy consumption. Only the MEB ML2 system has the potential to mimic ArF immersion single exposure in the three areas compared. In addition, MEB ML2 does not have the burden of mask-contributed CD and overlay variation, mask cost, cycle time, pellicle, contamination, and electrostatic-discharge-induced damage. Key challenges to develop MEB ML2 into a high-volume manufacturing technology are also given.