光刻与微纳制造技术的研究现状及展望

首先介绍了微纳制造的关键工艺技术——光刻技术。回顾了光刻技术的发展历程,介绍了各阶段主流光刻技术的基本原理和特点。阐述了国内外对光刻技术的研究现状,并讨论了光刻与微纳制造技术面临的挑战及其需要解决的关键性技术问题。然后重点介绍了浸没光刻、极紫外光刻、电子束光刻、离子束光刻、X射线光刻、纳米压印光刻等技术的概念、发展过程和特点,并对不同光刻技术的优缺点和生产适用条件进行了比较。最后结合国内外生产商、工程师和研究学者的研究成果,对光刻技术的未来发展做出展望。

微光刻与微/纳米加工技术

介绍了微电子技术的关键工艺技术——微光刻与微/纳米加工技术,回顾了中国制版光刻与微/纳米加工技术的发展历程与现状,讨论了微光刻与微/纳米加工技术面临的挑战与需要解决的关键技术问题,并介绍了光学光刻分辨率增强技术、下一代光刻技术、可制造性设计技术、纳米结构图形加工技术与纳米CMOS器件研究等问题。近年来,中国科学院微电子研究所通过光学光刻系统的分辨率增强技术(RET),实现亚波长纳米结构图形的制造,并通过应用光学光刻系统和电子束光刻系统之间的匹配与混合光刻技术及纳米结构图形加工技术成功研制了20～50nm CMOS器件和100nm HEMT器件。

采用双向偏置曝光的成像干涉光刻技术

成像干涉光刻技术(IIL)具有干涉光刻技术(IL)的高分辨力和光学光刻技术(OL)产生任意形状集成电路特征图形的能力。在IIL中,按掩模图形的不同空间频率成份分区曝光,并使其在抗蚀剂基片上非相干叠加,得到高分辨抗蚀剂图形。本文在研究一般三次曝光IIL原理基础上,提出采用沿X轴正、负方向以及沿Y轴正、负方向偏置的双向偏置照明,分别曝光+X方向、-X方向、+Y方向、-Y方向的高空间频率分量并与垂直于掩模方向的低空间频率分量曝光相结合的五次曝光IIL。理论和计算模拟表明,该方法可以提高图形对比度和分辨力,并减小因调焦误差引起的图形横向位移误差,有利于改善抗蚀剂图形质量。

聚硅烷——高分辨的光致抗蚀剂

概述了光致抗蚀剂在微电子工业中的作用,着重介绍了聚硅烷光致抗蚀剂的特点,以及聚硅烷紫外、深紫外、X射线。

193nm光刻曝光系统的现状及发展

投影曝光工艺是集成电路制造过程中的关键环节,曝光系统的工艺水平已成为衡量微电子制造技术的重要标志。重点介绍了目前193 nm光刻设备曝光系统的发展现状和趋势,以及为提高曝光质量所采用的相关分辨率增强技术;通过分析曝光系统的构成和其中的关键技术,探讨了国内研制相关曝光设备所面临的挑战。

采用移相掩模技术制作深亚微米“T”型栅

介绍了在GaAs器件制作中,如何提高光刻细线条加工能力、制作深亚微米"T"型栅的工艺技术。该技术采用投影光刻和负性化学放大光刻胶,制作出0.18μm的"T"型栅GaAs PHEMT器件,栅光刻工艺采用了分辨率增强移相掩模技术。根据曝光工具简单介绍了当前GaAs器件中"T"型栅主要制作方法,讨论了"T"型栅制作中所使用的移相掩模原理以及该技术应用于GaAs器件制作的优势,并介绍了工艺制作过程。给出了所制作的"T"型栅扫描电镜剖面照片,并进一步试验、讨论和分析了采用该种移相掩模版进行光刻时所遇到的主要困难及解决方向。

集成电路版图中的多边形匹配比较研究

光学邻近校正是最重要的分辨率增强技术,而对光学邻近校正后的版图修正逐渐成为提高集成电路版图质量的必需步骤。提出了一种用于post-OPC版图(做过OPC的版图)修正的多边形匹配比较的线性算法。算法通过比较pre-OPC和post-OPC的版图,提取OPC校正时的分段信息和段偏移量,使得post-OPC版图的修正能够充分利用前次OPC的结果,避免了重做OPC,提高了OPC验证后修正的效率。

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。

光学刻蚀分辨率的极限

<正> 近年来超大规模集成(ULSI)器件发展十分迅速.以动态随机存贮器(DRAM)而言,其集成度正以每2～3年上升四级的速度不断提高.1991年日本已制成64兆位的动态 RAM,在10×20 mm~2 的面积上包含有1.4×10~3 个元件.微细加工技术(特别是刻蚀技术)的日益进步是推动这种发展的强大动力.在各种刻蚀技术中,当前在微电子工业中发挥重要作用的仍是光学刻蚀方法.

DUV投影光刻制作T型栅

描述了一种采用化学方法的分辨率增强技术制作深亚微米T型栅的技术。该技术采用DUV投影光刻机和化学放大正性光刻胶(CAR)以及分辨率增强技术,在完成源漏制作等工艺的严重不平坦的GaAs衬底上,采用0.25μm设计的光刻版制作出0.18μmT型栅,突破了采用常规光学光刻时栅长的制作限制。介绍了GaAs器件在栅光刻时遇到的困难,描述了工艺制作过程,并讨论了该工艺技术中每步工艺的思路和采用的工艺原理。通过在6～18GHz GaAsP HEMT功率放大器制作中的应用,提高了器件性能及成品率,并给出了测试结果以及0.18μmT型栅的电镜图片。

向50nm拓进的光学光刻技术

非光学下一代光刻技术的缓慢进展和国际半导体技术发展规划 (ITRS)的加速 ,使光学光刻肩负着IC产业的重任 ,进一步向亚波长图形领域进军。为此 ,人们开发了大量的光学光刻扩展技术。其中包括传统的缩短波长和增大数值孔径 ,以及为了扩展最小间距线间图形的分辨力而提高部分相干性。通过这些途径 ,在 1 93nm曝光中实现了 >0 .80的数值孔径和0 .85的部分相干性 ,并将进一步向 1 57nm乃止 1 2 6nm过渡。此间 ,离轴照明 (OAI)、移相掩模(PSM)和光学邻近效应校正 (OPC)等K1因子将作为分辨力提高技术的核心 ,补充到光学光刻技术范畴。此外 ,光学光刻的扩展还将通过像场尺寸缩小和倍率增大的方法使步进扫描光刻机更好地支持并可望进入至少 70nm的技术节点 ,乃至 50nm的下一代光刻。

亚波长光刻离轴照明和次分辨率辅助图形技术

讨论了亚波长光刻条件下的离轴照明和次分辨率辅助图形两种分辨率的增强技术,分析了两种技术的原理,利用光刻模拟软件,针对不同线宽的稀疏线条,对添加次分辨率辅助图形前后的光刻仿真结果进行了对比.研究结果表明,离轴照明技术和次分辨率辅助图形的结合使用,可以显著提高亚100纳米级版图线条的光刻分辨率,增大工艺窗口,降低版图成像对生产工艺参数的要求,对于解决亚波长光刻所带来的亚100纳米级集成电路成像质量下降的问题非常必要.

亚65nm及以下节点的光刻技术

由于193 nm浸入式光刻技术的迅速发展,它被业界广泛认为是65 nm和45 nm节点首选光刻技术。配合双重曝光技术,193 nm浸入式光刻技术还可能扩展到32 nm节点,但是光刻成本会成倍增长,成品率会下降。随着ASML在2006年推出全球第一款EUV曝光设备,人们纷纷看好EUV技术应用到32 nm及以下节点,但是它仍需克服很多技术和经济上的挑战。对于22 nm节点,电子束直写是最可行,成本最低的候选方案,业界将在它与EUV技术之间做出抉择。

光源掩模协同优化的原理与应用

当半导体技术节点缩小至14 nm及以下时,光刻技术也逐渐接近了其物理极限。光源掩模协同优化(SMO)作为一种新型的分辨率增强技术,能够显著提升极限尺寸下半导体光刻的重叠工艺窗口,有效延伸当前常规光刻技术的生存周期。综述了SMO这一技术,分析了SMO的原理,介绍了该技术的发展和在半导体制造工艺中的应用,重点探讨了其在先进光刻节点研发中的应用,并对其挑战和发展趋势进行了展望,认为SMO不仅是193 nm浸润式光刻技术的重要组成部分,也将是EUV光刻中必不可少的一种技术。

超精细图案光刻技术的研究与发展

根据国内外研究和发展现状 ,对有望突破 1 0 0nm超精细图案光刻分辨率的一些关键技术进行了阐述 ,其中包括曝光技术、掩模技术、光学系统改进和以离轴照明、相位移掩模、多重滤光和图形演算为代表的分辨率增强技术等。

双重图形技术的优化设计

作为集成电路光刻设计下一节点发展的候选之一,双重图形技术(DPT)面临的诸多复杂过程将影响其在制造领域的迅速应用,其中最突出的因素是设计的复杂度和数据量急剧增长。通过分析版图分解问题和光学邻近校正(OPC)中的信息重用,在重分解修正后的版图与前次OPC数据-分段和段偏移量之间建立了关联,并进行了相关实验。实验结果表明,在保证版图校正精确度的同时,可节省大量的运行时间,同时也有效地缩短了DPT的流程。

用于先进半导体制程的光刻反向计算技术(ILT)(英文)

此篇论文将介绍一个用于半导体光罩上图样设计以及可用于实际生产的光刻反向计算技术(ILT)。在论文中将讨论有关ILT的最新发展,包括在超成像极限协助图样(SRAF)的生成,可增加制程宽容度的ILT,以及如何生成满足光罩生产标准的图样等方面。从内部的研究结果和客户的使用结果可以看出,ILT已经不再只是一种用于研究的工具,而是已经可以用于先进半导体制程的大规模生产。在对各个环节优化之后,ILT可以增加制程的宽容度,同时将光罩的成本控制在可以接受的水平。

新疆若羌县戈边山地区遥感地质信息提取与解译

为充分发挥遥感技术在地质构造判读及矿化蚀变信息提取方面的快速优势,以若羌县戈边山地区为研究区,基于ASTER、ETM多光谱遥感及Quick Bird高分遥感数据,采用图像增强技术和比值+主成份分析方法,提取了研究区构造、隐伏(侵入)岩体及蚀变遥感异常信息。结果表明,解译构造情况与区域构造格架基本吻合,蚀变信息分布不仅与已知矿床(点)和矿化蚀变范围有很高的匹配度,且能将该区赋矿层位很好的表现出来,验证了本次研究方法的有效性,并为下一步系统构造研究和找矿工作提供依据。

集成电路掩模分辨率增强技术

随着大规模集成电路技术的飞速发展,掩模分辨率增强技术变得越来越重要。介绍了掩模分辨率增强技术中的相移掩模技术、光学邻近效应修正技术和光源掩模协同优化技术,重点介绍了3种技术的作用和具体做法。

基于视频插帧技术和视频超分辨率技术的数字电影画质增强研究

随着AI技术的不断发展和观众观影需求的持续提升,利用深度学习算法对新老电影进行画质增强成为电影行业的热门研究问题。图像分辨率和帧率是影响电影画质的主要因素,针对图像分辨率和帧率,本文分别介绍了基于深度学习的视频插帧技术和视频超分辨率技术进行电影画质增强的实现方法,并且分析已有的电影画质增强实例,明确协调不同技术对画质增强的重要性。