国内Ｘ射线光刻技术的研究进展.pdfVIP

第十届全国电子柬离子束光子束学术年会 国内X射线光刻技术研究进展 叶甜春1。谢长青1．陈大鹏1，李兵1，刘训春1，仇玉林1，王继红2，苏伟军2，刘业异2。姚汉民2 摘要：下一代光刻技术(NGL)研究和选择已经成为当前半导体制造行业最为引人关注的热点 问题。在这些技术之中，x射线光刻技术被认为是最接近于实用要求的一种。目前国际上关 于X射线光刘技术的研究已经集中在犬规模生产的实用化问题上，同时，应用了微波毫米波 MMIC电路制造正成为一种新趋势。尽管与国际水平存在着较大的差距，但经过多年的积 幕，国内的X射线光到技术研究正在走出单项研究的局面，逐渐形成了以0．1微米厦以下尺 寸技术要求为目标的一套研究体系，面临着取得整体水平的技术突破。 美键词：X射线光割；掩模；SiN；对准台；MMIC 1前言 光刻技术一直是集成电路制造业向前发展的技术先导。随着器件特征尺寸向0．1微米逼 近，一直占据主流地位的光学光刻技术开始遇到越来越严峻的挑战。尽管DUV光刻仍然在 努力突破分辨率的极限，有研究者声称157nm光源将使光学光刻应用到0．1微米甚至以 下…，但最终终结光学光刻霸主地位的因素很可能不是难以逾越的技术障碍，而是随着光源 波长缩短而呈指数增长的成本。实际上，相对的低成本一直是使光学光刻技术的主导地位得 光学光刻最终开始显现出强弩之末的迹象。 与此同时，下一代光刻技术(NGL)的研究和选择已经成为当前半导体制造行业最为引人 投影光刻技术；(3)电子不投影光刻技术(scAI 术在展示各自优势的同时也面l临着各自的挑战，简单对比其优缺点往往得不出任何令人信服 的结论。但如果以集成电路生产要求为目标，有两点是具有一定的可比性的，那就是成本和进 度。而在这两方面，X射线光刻技术被认为是最接近于实用要求的一种。据ASET的研究结 果【2一X射线光刻在NGL候选具有最低的成本。目前国际上关于X射线光刻技术的研究已经 集中在大规模生产的实用化问题上，而相对而言，其他技术还仍处于可行性或者说概念论证阶 段。尽管如此，由于NGL的实际应用起码要到2003～2006年013～0．1微米标准投人生产 时，现在得出结论还为时过早。但毫无疑问，X射线光刻目前正处于一个十分有利的位置。 ——379 湖南·长沙 目前国际上X射线光刻技术引人注目的进展包括：IBM正在其生产线上进行批量生产试 验【3]；Toshiba、Mitsubishi和IBM将其应用于400MHZPowerPCI—4GbDRAM测试单元电 院应用X射线光刻研制出25纳米栅长的MOSFET等等。此外，特别值得注意的一个趋势是 将X射线光刻应用于微波毫米渡(MMIC)电路的制造。尽管x射线光刻技术还不能完全满 足超大规模集成电路生产的要求。但MMIC电路规模不大，只对光刻分辨率有特殊要求，与 其他各种光刻技术相比．x射线光刘目前取得的进展已可以荫足MMlC电路生产的要求。 前已经交给LockheedMartin集团的Smlders用于GaAs器件的制造。 就国内状况而言，在0．25微米以下的光刻技术(包括光学光刻技术)中，国内已经进行的 研究工作只有X射线光刻技术和电子束直写光刻技术，而其他光刻技术研究到目前为止基本 上还投有开展实际的研究工作。国内X射线光刻技术研究主要集中在中国科学院微电子中 心(包括掩模、光刻技术和器件应用)中国科学院光电技术研究所(光刻系统)、中国科学院高船 物理研究所和中国科技：赶学的两个同步辐射国家实验室、航天部北京徽电子所(点源光刻)等 J●jlJJl，ll●11 单位。作者将在本文介绍这方面的必威体育精装版进展。 2国内进展 尽管与国际水平存在着较大的差距，但经过多年的积累[4-s】，国内的X射线光刻技术研 究正在走出单项研究的局面．逐渐形成以0．1微米及以下尺寸技术要求为目标的一套研究体 系，面l陆着取得整体水平的技术突破。 2．1掩模支撑材料制备 掩模技术一向被公认为是X射线光刻技术的一个最关键技术和主要的技术难题。x射 线光刻掩模是由一片支撑薄膜和附着在薄膜上的X射线吸收体的图形组成。在选用支撑体 材料时，需要综合考虑材料的抗辐射性、强度、可见光透过率及薄膜应力等因素。SiN。薄膜具 有良好的透光性能和表面平整度，是国内外研究中采用的主要支撵薄膜材料；而SiC薄膜在耐 辐射性和机械强度方