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    当前, 半导体工业正在向光刻技术的物理极限发展。目前国外已经开发出节点为32 nm的半导体芯片。下一代的半导体芯片将向22 nm 尺寸发展。而实现这一尺寸最有希望的技术即为EUV 光刻技术, 首选波长为13. 5 nm。

    极紫外光刻(Extreme Ultraviolet Lithography——EUVL)采用波长为13.5nm的极紫外光作为光源,是把光刻技术扩展到22nm以下特征尺寸的下一代光刻技术。美国光学学会于1991年至1994年,连续四年召开了极紫外光刻学术会议,开始三届会议的名称是软X射线光刻,到1994年会议才正式将其更名为极紫外光刻。这期间,美国和日本都投入了大量的人力和物力开展研究,取得了很大的进步。

    EUVL技术的研究始于八十年代中期的日本NTT公司[1],并于1989年成功复制出线宽为0.5μm的线条,阐明了在EUV波段采用多层膜技术进行投影光刻的可行性,1992年又在10mm*12.5mm的硅片上可复制线宽达0.15μm的图形。1990年,美国的AT&T公司利用1/20的Schwartzchild光学系统复制出线宽为0.05μm的线条,工作波长为14nm。1993年以后,美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)、劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)、桑迪亚国家实验室(SNL)及AT&T公司为中心的联合体展开了EUVL关键技术的研究工作。1996年起,美国开始集中产业部门、大学和研究所等多方面的人力物力财力进行联合攻关,该联合体由虚拟国家实验室(VNL,包括LLNL、LBNL、SNL)和EUV LLC(Extreme Ultraviolet Limited Liability Company,包括Intel,AMD,Motorola,Infineon和IBM)签订了EUVL联合研发协议(CRADA),开始了进行由四块非球面反射镜组成的EUVL工程测试样机,并于2001年完成整个设备的装配和测试,进行了工艺实验研究。1999年,EUVL被负责下一代光刻技术的SEMATECH选定为实现50nm及小于50nm光刻的技术途径。[2]

    在美国,目前共有超过50个单位,包括国立实验室、大学、公司、集成电路公司和协调机构参与了EUVL的研发工作。在欧洲,与EUVL相关的研究工作起步于1996年,主要项目有4个,约110个研究单位参与,其中最大的项目是MEDEA。荷兰ASML公司参与研制的第一个小视场极紫外光刻系统(MET)于2004年8月正式安装在美国因特公司,标志着极紫外光刻开始了真正的试用阶段。今年年底,ASML将把其两台具有六面非球面反射镜,数值孔径达0.25的全口径极紫外光刻机分别发送给用户,进行极紫外光刻工艺研究,标志着极紫外光刻真正开始了新的起点。在亚洲,日本的EUVL研究工作开始于1998年,并于 2002年6月成立EUVL系统研究协会(EUVA),目的是加速日本公司间的EUVL研发工作和有效地管理EUVL研发项目。韩国的EUVL研究是在工商能源部(MOCIE)的支持下开展的,并正在争取科技部(MOST)的支持。日本Nikon公司也将在明年推出其全口径极紫外光刻机,供用户进行工艺实验。除各国家国家投资外,目前三个主要生产光刻机的大公司ASML、NICON和CANON都投入了巨资进行研究,希望能成为下一代光刻技术。

    来源机构: Nature Physics | 点击量:227