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EUV光刻技术的杰作5nm及以下节点的多重曝光工艺

来源:米6体育app官方下载    发布时间:2024-03-20 01:30:37

简要描述:

在芯片制作的完整过程中,为了将掩模版上的设计线路图形转移到硅片上,第一步是要通过曝光工艺(光刻)...

  在芯片制作的完整过程中,为了将掩模版上的设计线路图形转移到硅片上,第一步是要通过曝光工艺(光刻)来实现转移,然后通过刻蚀工艺得到硅图形。光刻技术最早应用于印刷行业,并且是早期制造PCB的主要技术。自20世纪50年代开始,光刻技术逐步成为集成电路芯片制造中图形转移的主流技术。

  过去几十年里,芯片制造商一直使用193nm波长的ArF深紫外(DUV)光刻技术来生产芯片。

  不过随着集成电路制造工艺持续微缩,尤其在进入7nm、5nm时代后,芯片集成度不断的提高,在追求更高的图形密度的目的之下,无论如何改进ArF光的生产的基本工艺,都无法再满足相应需求。

  因为在7nm节点集成电路产品工艺技术的开发上,采用193浸式(193i)光刻技术有必要进行四重曝光,这在某种程度上预示着需要多次更换掩膜版,使得在多重对准方面面临极大的挑战,良品率难以提高、量产难度增大。

  为解决这一问题,极紫外(EUV)光刻技术适时而生。因其波长短(13.5nm)、分辨率比较高,可以在一定程度上完成更好的保真度,且只需进行单次图形曝光,减少了掩模版数目,促成了更高的成品率,因此成为应用于10nm以下,比DUV多重曝光技术成本更低的一种光刻技术。

  然而,当工艺推进至5nm节点时,即使采用EUV技术,也有必要进行双重曝光,这样才能轻松的获得更为紧密的图案间距。

  另外必须要格外注意的是,根据摩尔定律,芯片集成的晶体管数目与日俱增,尽管对工艺的要求慢慢的升高,但行业始终面临着相当大的瓶颈——即分辨率的提高,而现实是更小波长的光刻机难于制造。

  因此考虑到在最先进的工艺下单掩膜 EUV 分辨率面临的挑战以及双重曝光 (DP) 光刻-蚀刻-光刻-蚀刻 (LELE) 工艺固有的对齐问题,自对齐多重曝光工艺发展为行业趋势。

  现下,最常见的自对齐多重曝光技术被称为自对齐双重曝光 (SADP),同时SADP 中所用的技术也可轻松沿用至自对齐四重曝光 (SAQP)。

  但问题又来了:在使用掩膜印制电介质阻挡的过程中,通常缩小至小于新工艺的间距会增加工艺变异,从而增加对阻挡的可印制性约束。因此,必须优化阻挡形状的放置,然而通过添加冗余金属的技术则必须要考虑增加的电容问题。

  所以自对齐光刻-蚀刻-光刻-蚀刻(SALELE )工艺出现了,其不添加任何冗余金属,意味着没有额外的电容,可以说,该技术结合了自对齐多重曝光和 LELE 工艺多个方面。

  如今,自对齐多重曝光工艺已成为最先进工艺的必要条件,可避免与 DP/TP/QP LEn工艺相关的未对齐问题,并提高了图形保真度;而这其中,IMEC 和 Mentor共同创建、优化、设计和支持的可用来生产的SALELE 工艺,则具备一些更有前景的优势。关键字:引用地址:EUV光刻技术的杰作,5nm及以下节点的多重曝光工艺

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