光刻技术是开发新型 CMOS 制造工艺中的闸控功能 (gating function)。所有半导体制造商都采用相同的光刻工具,但使用工具的方法则根据制造商的技术及相关要求而有所差异。
在德州
仪器 (TI),我们在光刻技术方面长期开展创新工作。我们的技能帮助我们开发了的工艺,为客户实现了性能、成本和功耗的平衡。
随着
晶体管的临界尺寸越来越小,在
芯片光阻材料 (photoresist) 暴露的区域上聚光也越来越难。目前的氩氟 (ArFl) 光刻工具可提供 193 nm 的波长,我们用它来刻蚀小至 37 nm 的临界尺寸——这比光波的长度小五倍。
显然,我们必须严格控制临界尺寸,这样形成的晶体管才能保持缩放一直。网线 (reticule) 中嵌入的相移使我们能够在次波长尺寸上聚光。根据我们的经验,采用我们的工艺构建的模型使我们可利用光学邻近效应修正 (OPC) 技术来确保暴露效果在整个晶圆上都能一致。此外,我们也正在进行网线增强技术的开发,如能够在投入量产时实现更严格制程范围的、低于分辩率的辅助特性。
这种改善提高了制造网线的成本。因此,为新产品开发适当网线的时候如果版本太多就不够经济了。相反,我们了解到应该从一开始就使网线能够适应深亚微米光刻技术的复杂性。该工艺地节约了时间和成本。
着眼于未来,我们预计新一代 193 nm 浸入式光刻工具即将向消费者提供。这种工具可在
透镜与晶圆间放置一个液体薄层,提高光刻工具的折射率,这就使更小尺寸的晶体管成为可能。TI 认为 193nm 浸入技术可使业界实现 45nm 和 32nm 技术节点。对于超过 32 nm 而言,我们还在研究 157 nm 浸入技术或远紫外 (EUV) 技术。
电子束投影印刷随着备选技术的成熟也可能变得相当重要。对 TI 的研发而言,这些工具的关键问题与其他基本工艺开发一样,也是客户如何实现产品的高性能、低成本、低功耗问题。