浸没式ArF光刻最新进展

简单概述了浸没式ArF的发展历史、特点和面临的科学技术问题,在跟踪报道国内外最新研究进展的同时,介绍前沿光刻技术的研发特点和研究手段,强调协同设计研究的重要地位,并揭示浸没式ArF光刻不是干式ArF光刻的简单移置和延续。     

离轴照明对ArF浸没式光刻的影响

研究了离轴照明对65nm分辨率ArF漫没式光刻的影响。在3／4环形照明和3／4四极照明方式下,研究65nm线宽的密集线条、半密集线奈、孤立线条在较大曝光系统参数范围内的光刻性能,并对不同照明方式的光刻性能进行了比较。结果表明,在可用焦深(depth of foeus,DOF)范围内,满足光刻性能要求可以有较大范围的曝光系统参数配置。离轴照明的焦深比传统照明提高100％～150％,采用四极照明对孤立线条进行曝光,可以获得更好的光刻性能。     

分辨力增强技术在65 nm浸没式ArF光刻中的应用

首次利用自主研发的光刻辅助设计软件MicroCruiser结合Prolith8.0.2,研究了分辨力增强技术在65nm浸没式ArF光刻中的应用,研究表明,相移掩模结合传统照明可以获得较大的工艺窗口,但是,引起的曝光图形偏移较大。而传统掩模结合离轴照明可以获得较大的工艺窗口,但是,引起的曝光图形偏移较小。因而,通过对单个像差的控制和进行的不同Zernike系数组合,可以大大减少曝光图形的偏移。     

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。     

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.     

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。     

浸没式ArF光刻系统中光学因素对L形图形的影响

利用Prolith 9.0软件计算了浸没式ArF光刻中杂散光、光线偏振态和几何像差对目标线宽为65 nm的L形图形成像质量和光刻性能的影响,研究了杂散光、光线偏振态和几何像差对L形图形成像质量和光刻性能的影响规律。结果表明,杂散光使得L形图形图像对比度降低、线宽减小和图形位置误差增大;像散、慧差和球差可导致成像质量降低、线宽和图形位置误差增大;通过调整光线偏振态,可以提高成像质量、改善光刻性能、抑制L形图形对杂散光和像差的敏感度。     

浸没式ArF光刻中杂散光影响的研究

由于浸没液体和大数值孔径的引入,杂散光对光刻性能的影响更为显著和复杂,对杂散光进行分析和控制是获得良好光刻性能的关键之一。利用Prolith 9.0软件研究了不同数值孔径(NA)条件下,浸没式ArF光刻中杂散光对65 nm特征图形的光强分布、图像对比度、线宽均匀性、图形位置误差和工艺窗口的影响,研究结果表明,大数值孔径会导致光刻性能对杂散光更为敏感。同时还分析了偏振方向与曝光图形方向一致(Y偏振)的线偏振光对不同杂散光和数值孔径条件下的光刻工艺窗口的影响,研究结果表明,采用Y偏振光可以降低杂散光对工艺窗口的影响,使工艺窗口得到相应拓展,提高了光刻性能。     

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.     

浸没式光刻技术

综合叙述了浸没式光刻技术的基本工作原理和相对于157nm干式光刻技术的优势,简要介绍了当前的研发动态并对其具体实现的问题进行探讨。     

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。     

ArF浸没式光刻在55nm逻辑器件制造中的优势

通过比较干法和浸没光刻技术在超越焦深(DOF)提高方面的一些主要特点,举例说明了采用浸没式光刻技术的许多优势。浸没式光刻技术同干法光刻技术比较起来改善了关键尺寸一致性(CDU)又避开了必需而强硬的分辨率提高技术(RET)。因此利用浸没式光刻技术能够有效地减少光学邻近校正(OPC)的麻烦。就成像技术而言,我们研究了光刻技术对畸变的敏感性和浸没式光刻技术光源光谱带宽对强光相对曝光量对数E95波动性能的优势。去年已经见证了被认为对浸没光刻技术在批量生产中主要难题的套刻精度、缺陷控制和焦平面精度方面有效的改进。如今55nm逻辑器件的生产制造技术要求的挑战已经得到了满足。浸没光刻技术的成就包括抗蚀剂圆片内10nm套刻精度和圆片间20nm的套刻精度,每一圆片上低于10个缺陷以及在整个圆片上40nm以内的焦平面误差。我们形成了一个顶涂层抗蚀剂工艺。总之,浸没光刻技术是55nm节点逻辑器件最有希望的制造生产技术,它可提供与干法ArF光刻技术在CDU控制、套刻性能和焦平面精度方面等效的解决方案,缺陷程度没有增加。NEC电子公司今年采用浸没光刻技术完成了55nm逻辑器件"UX7LS"的开发和试生产并形成这种UX7LS的批量生产光刻技术。     

Defect Reduction in ArF Immersion Lithography Using Particle Trap Wafers With CVD Thin Films

Particle trap wafers were applied to ArF immersion lithography to reduce the immersion-related defectivity. Interfacial free energy $(gamma_{{Ahbox{-}{rm particle}}})$ and work of adhesion $({W}_{{Ahbox{-}{rm particle}}})$ between particle trap wafers and particles in immersion water explain the potential of trapping particles by the particle trap wafers. It was found that the treated SiCN chemical vapor deposition wafer performed well as a particle trap wafer and can help defect reduction in immersion lithography.