掩膜版制造工艺 迎接45和32nm节点新挑战.doc

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1、掩膜版制造工艺：迎接45和32nm节点新挑战whpzzseul23发表于:2007-7-0610:18来源：半导体技术大地掩膜版制造工艺：迎接45和32nm节点新挑战随着集成电路制造工艺的飞速发展，45和32nm技术节点已成为近两年人们谈论的热点，作为集成电路制造工艺屮最关键的光刻工艺首半其冲成为热点屮的焦点。浸入式光刻(Immersion)、两次曝光技术(DoublePatterning)、超紫外光刻(EUV)反复被人们提及，血作为光刻工艺三要素Z—的掩膜版却往往容易被人们忽略。从概念上讲曝光系统的工作原理与相机类似，通过一系列光学系统将掩膜版上的图形按照4:1的比例投

2、影在晶圆丄的光刻胶涂层丄。从理论上讲，如果晶圆JL的最小线宽(CriticalDmension)要达到45或32nm,掩膜版丄的图形最小线宽(CD)只要达到180或128nm即可，与其他制作工艺相比，掩膜版的制造工艺相对要“容易”了很多。但掩膜版如同投影用的电影胶片的底片一•样，它的技术水平直接影响着光刻技术的发展，特别是随着最小线宽的逐渐缩小，投影到光刻胶涂层上的图形对比度和图形失真等问题将越演越烈，掩膜版制造将如何从设备、工艺、版图设计等多方面着手以应对45和32nmT艺节点的新挑战？掩膜版制造设备的最新进展谈到掩膜版，首先要谈到掩膜版制造设备——图形发生器(F^tt

3、ernGenerator)0H前，掩膜版制造设备供应商主要有三家：Mcronic、Jeol和NuFlare,制作工艺分为激光和电子束两种图形描绘方式，但两种方式各有利弊。采用激光来描绘图形的优势是速度快、效率高，但精度不如电子束扫描方式；而采用电子束描绘图形，虽然精度高，但描绘速度慢、生产效率低。由于两种方式的互补性，掩膜版制造商会分别购买两种设备，半制备线宽要求很高的电路图形时使用电子束扫描，对于线宽要求不是很高的电路图形则使用激光扫描，两种设备的交替使用既满足了精度要求，也大大提高了速度，同时也大大降低了制造商的投资成本。随着技术的发展，这种状况正在改变。三家掩膜版制

4、造设备供应商都对各H的弱点有了技术丄的改进。生产激光图形发生器的Micronic于2005年推出了3gma7500,它与传统的激光图形发生器有所不同。据Micronic的合作伙伴台湾Hermes-^Ditek公司光罩设备部门经理林文盛介绍，Sgma7500采用Mcronic独家的9_M(^DatialLightModulator)技术，含有百万个镜片的9-M会将深紫外光(DUV)准分子激光反射到掩膜版来产生光掩膜，可用于制备90、65、45nm技术节点量产用光掩膜版。Sgma7500在非对称性(Anisotropic・bias)、最小线宽偏置(CD-biasing)>畸变

5、校IE(DistortionCorrection)和方角锐化(CornerEnhancement)等方而对图形进行处理，而这些处理是通过对像素的在线数据调整来实现的，不影响图形描绘速度。9gma7500增加的自检功能(Self-Metrology)改善了系统的精度，在最小线宽和定位精度上提高了25%广域线宽均匀性(GlobalCDUniformity)和局域线宽均匀性(LocalCDUniformity)有很大改善，并开发了在掩膜版制造过程屮对系统CD误差的校正功能。2002年8月从ToshibaMachine分离出来的NuRare是一家生产电子束图形发牛器的供应商，它在

6、缩短图形描绘吋间和改善局域线宽均匀性方面有所进展。通过采用高辉度电子枪和高精度、高安定性的高床电源，新型Blanking系统和低像差光学系统，来实现高电流密度；同时采用高速、低杂音偏向DAC放大器和最佳化的可变速载台动作方式，缩短图形描绘时间。在改善局域线宽均匀性(LCDU)方面，NuFlare销售和市场部技术专家组组长JunTakamatsu博士认为:前提高掩膜版生产效率的主要趋势是通过提高光刻胶的感光度，来增进感光剂的性能，但高感光度光刻胶的使用会减少电子的数量，电子数的减少会导致电子数量的波动，这会使LER增大，导致LCDU恶化，这种现象为QotNoise-9iot

7、Noise是产生CD误差的主要原因，试验证明采用低感光度光刻胶，可以将CD误差减少到最低值。”据Takamatsu介绍，NuFlmre的EBM-6000已经达到32nm技术节点所需的描画精度。另一家生产电子束图形发生器的JeolLtd.在2005年也推出了针对65nm节点的高端掩膜版制造设备JBX-3040MV,H前研发的设备也己达到32nm节点所需的描画精度。利用光学近似性校正技术与相位移掩膜版对图形进行改善。在利用掩膜版进行光刻工艺屮常常遇到图形失真问题，主要以边角圆形化、线条缩短和其它一些光学近似性效应形式表现出来。主要