提高193nmArFStepper分辨率的几种技术-复旦大学微电子学院.PDFVIP

光 刻 技术 提高 分辨率的几种技术 摘 要：193nm ArF Stepper是量产90nm芯片的主流光刻机。在此基础上，综合采用 浸入式光刻技术和增大数值孔径NA技术等，已制造出193nm ArF浸入式光刻机，它将是量 产65/45 nm芯片的主流光刻机。 关键词：193nm；准分子激光步进扫描投影光刻机；分辨率；浸入式光刻技术 翁寿松 1前言 ArF光刻机率先在全球推出45nm和增大NA，从而提高分辨率。水与 众所周知，目前能量产IC芯片 153Mb SRAM，准备在2007年下 空气的折射率之比为1.44:1，用水代 的光刻设备只有光学光刻机。每当 半年量产。后者的支持者是IBM、TI、 替空气相当于193nm波长缩短到 IC芯片特征尺寸提升一个节点，就 台积电、比利时IMEC微电子中心 134nm；若采用比水介质折射率更 要求光学光刻机的分辨率提高一个 等，台积电于2006年2月在美国加 高的其他液体，可获得比134nm波 档次。光学光刻机的分辨率R=K 州圣荷西 《SPIE微光刻2006》研讨 长更短的波长。为此，寻找比水介质 1 λ/NA，其中K 为工艺系数；λ 会上宣布，采用193nm ArF浸入式 折射率更高的液体是提高 193nm 1 为曝光光源波长；NA为光学透镜数 光刻显影技术已刻出多批45nm测 ArF光刻机分辨率的有效途径之一。 值孔径。要提高R，必须降低K、缩 试芯片，在单芯片上缺陷数最低的 日本东京JSR公司于2005年在 1 短λ和增大NA，同时改善光学波前 只有3个，几乎达到零缺陷密度的水 《SPIE微光刻2005》会上推出HIL- 工程。目前业界普遍认为，量产 平，完全符合量产45nm芯片所要求 1型液体，其折射率为1.64；2006 的参数标准。其余几家公司（如IBM、 年2月IBM与JSR联合推出HIL-2 90nm芯片的主流光刻机是193nm ArF Stepper（193nm ArF准分子 TI等）都计划采用193nm ArF浸入 型折射率为1.65液体的解决方案， 激光步进扫描投影光刻机，以下简 式光刻机量产65/45nm芯片。由于 刻出29.9nm的线条。 193nm ArF浸入式光刻机的分辨率 目前在光学光刻机中注入水的 称光刻机）。在193nm ArF Stepper 的基础上，综合采用侵入式光刻技 比193nm ArF光刻机高，所以它对 方法有三种：（1）喷淋法。将水喷在 术和增大NA技术等，已制造出 OPC和PSM（相位移掩膜版）的要 晶圆上然后设法带走，一般在晶圆 193nm ArF侵入式光刻机。量产65/ 求相对于193nm ArF光刻机要低一 一侧设置一个喷嘴，将水喷到光学 45nm芯片的光刻工艺有两种解决方 些，这也是193nm ArF浸入式光刻 镜头下面，然后从另一侧将水吸走， 案，一是采用193nm ArF光刻机，建 机受到大多数IC厂商青睐的原因之 见图1。目前业界较倾向于采用喷淋 立以RET（分辨率增强技术）/OPC一。不管采用哪一种解决方案，提高 法。ASML和尼康的浸入式光刻机都 （光学邻近效应校正）为核心的DFM 其分辨率是头等大事。 是喷淋法的变种。该方法的缺点是 （可制造性设计），并与良率/工艺为 边缘曝光差，但可通过控制镜头下 核心的DFM相结合，形成一个完整 2采用浸入式光刻技术 面水的分布来弥补其缺点。（2）浴缸 的DFM；二是采用193nm ArF浸入 浸入式光刻技术在200