●EUV技术原理浅析
为了继续缩小线宽,扩大芯片容量,人们一直在开发新的集成电路生产技术。如:X射线接近式光刻、电子束投影光刻、离子柬投影光刻和软X射线投影光刻等。为了强调软X射线投影光刻与现有光刻的连续性,现在普遍称其为“极紫外投影光刻”。极紫外投影光刻EUV的几个关键技术已经突破,最有希望成为下一代集成电路的生产技术。它采用13nm的工作波长,理论上适用于线宽22nm以下的集成电路生产。
EUV是目前距实用话最近的一种深亚微米的光刻技术。他仍然采用前面提到的分步投影光刻系统,只是改变光源的波长,即采用波长更短的远紫外线。目前已经采用248nm、193nm的准分子激光光刻出0.18um的细线条,在采用近程校正、移相掩膜等新技术后可达到0.15um。波长为157nm的准分子激光光刻技术也将近期投入应用。如果采用波长为13nm的EUV,则可得到0.1um的细条。采用的EUV进行光刻的主要难点是很难找到合适的制作掩膜版的材料和光学系统。
Intel巨资开发的Intel’s Micro Exposure Tool(MET)
关于EUV理论上的探讨和初步的实验在80年代中期就有学者做过相关工作。但一直到90年代末期,芯片工艺的飞速发展以及微缩过程中所遇到的种种难题才使得工业界产生了紧迫感。而且集成电路发展的过程也清楚地显示,如果不对当前的芯片工艺做大刀阔斧的改进,尽快地推出EUV工艺,摩尔定律甚至整个芯片工业都将面临前所未有的危机。
IMEC开发的EUV alpha demonstration tool
1997年由Intel、AMD、Micron、Motorola、SVGL、USAL、ASML组成极紫外有限公司(EUVLLC)和在加州的三个国家实验室成立。
EUV系统主要由四部分构成:
极端紫外光源
反射投影系统
光刻模板(mask)
能够用于极端紫外的光刻涂层(photo-resist)
无论是哪个部分,传统的光刻工艺都无用武之地,需要重新设计。
极端紫外光源非常难设计,现有的激光器在极端紫外光谱输出功率低,无法达到光刻所需的能量要求。而让问题变得更复杂的是,极端紫外光会被绝大多数的材料吸收,包括空气,传统的光刻透射投影设备等。