MIT实现9纳米工艺电子束光刻技术

 

　　麻省理工学院 (MIT)的研究人员表示，已经开发出一种技术，可望提升在芯片上写入图案的高速电子束光刻解析度，甚至可达9nm，远小于原先所预期的尺寸。

　　MIT表示，电子束光刻工具的最小特征尺寸已证实可以解决25nm的制程跨越问题。这项研究结果将发表在Microelectronic Engineering中，可望让电子束光刻回归到未来半导体制造的光刻技术的讨论范畴之中。

　　多年来，超紫外光光刻(EUV)一直被视为是接替光学光刻的领先技术。将EUV导入量产的时程已经往后推移了许多次，目前预计领先的IC制造商将在2012和2013年将该技术导入22nm半间距节点之中。

　　然而，EUV仍然遭遇极大挑战，包括需要足够的光源，以及缺乏能保护掩膜使其不受污染的EUV保护膜(EUV pellicle)。

　　研究人员一直在寻求电子束光刻技术的进一步发展，因为它一直被视为具备可超越其他技术的固有解析度优势。直写式电子束光刻也相当具有吸引力，因为它消除了目前芯片制造中极其昂贵的一个部份──掩膜。

　　然而，该技术仍有着顽强的吞吐量问题──与其他技术相比，其电子束写入时间非常缓慢。电子束工具可用于掩膜写入，但许多人认为，对于量产的半导体光刻技术而言，该技术永远不够快。目前，有几家公司和研究机构正在开发针对直写式光刻和其他特殊应用的电子束工具。

　　在电子束光刻领域，MIT表示，电子束会一行一行地扫描整个芯片光刻胶的表面，而目前的光光刻则是让光线通过掩膜照射，一次冲击整个芯片表面。

　　MIT的研究人员──RLE研究生Vitor Manfrinato、电子工程暨电脑科学副教授Karl Berggren、电子工程系教授Henry Smith和几位研究生表示，他们采用了两个技巧来改善高速电子束光刻技术的解析度。首先是使用较薄的光刻胶层，以将电子散射降至最小。其次是使用包含普通食盐的溶液来“开发”光刻胶，硬化区域可接收到稍多的电子，其他区域则接受得略少一些。

　　MIT的网页引述荷兰Delft University of Technology物理系教授暨直写式光刻系统开发商Mapper NV联合创始人Pieter Kruit的看法，他怀疑制造商会采用与MIT研究人员在实验中使用的相同光刻胶。尽管研究人员的目标是找到一种可应对更小电子剂量的光刻胶，但Kruit表示，他们的方案实际上还“有点过于敏感”。

　　“不过，这是需要稍微修改光刻胶的问题，而这也是光刻胶供应商致力开发的部份。”Kruit说。