同步辐射X射线光刻技术.pdfVIP

第 22卷 第 4觏 应 用 光 学 Vo1．22， No．4 2001拒 2001 文 章编号 1O02 2082(2001)04 0040 05 同步辐射 X射线光刻技术 张 东平 ，乐德芬 ，胡一贯 (1．中国科技大学 物理系，安徽 台肥 230026；2．国家 同步辐射实验室 t安徽 台肥 230027) 摘 要 ： 同步辐射 x射线光刻 (SRXL)是 本世纪超大规模集成 电路 (V1SI)发展 中最有希望 的探亚微 米图形加工技术，本文综述了SRX1技术研究的现状及存在的问题、井对其今后的发展进行展望 关键词 ： 同步辐射 X射线 ；光刻技术 中图分类 号 ：0434 1：TN305．7 文献标识码 ：A 引言 SRXi技术 。图 1为同步辐射 x射线曝光 系统 以集成 电路为核心的微 电子技术是 当代 国际社会竞争 的重点 ，其技术 的先进与否将直 接 影响到 国家 的战略地 位 。 自从上世纪 6O年 代集成 电路 问世 以来 ，在短短 的 30多年时间 里 ，已经历了从小规模 、中规模 、太规模 超太 规模 乃至甚大规模 的发展过程 。集成 电路 的迅 速发展 ，对加工精度要求越来越高 。最小 线度 要求越来越细 ，现 已达到探亚微米量级。在集 图 1 同步辐射 x射线嘎光系统构成简 图 成 电路加工 中，光刻技术是最核心的一种工艺 构成简 图。同步辐射光束从高真空一侧 的真空 技术 。SRXI技术 由于具有高分辨率 、高精度 、 窗进人曝光室 ，经掩模版照射至片子的光刻胶 高生产率等优 点，成为近年来光刻技术 中非常 上进行 曝光 。用 同步辐射光源进 行光刻 主要有 活跃的研究领域_1]。本文将介绍 SRXL技术研 以下优 点 ： 究发展 的现状 ，同时讨论其 中存在 的问题及今 (1)同步辐 射光谱 范 围宽 ，并且连 续 可 后 发展 的方 向。 调 ，因此可根据掩模版材料和光刻胶性能选择 最佳曝光波长。普通 x射线中连续谱强度低， l SRXI的优 点 曝光 中被光刻胶吸收的主要是特征谱 ，而特征 作为光刻曝光用x射线源 ，目前常用 的有 谱波长是 由靶原子所决定 的，故曝光时受特征 普通 x射线与同步辐射 x射线两种 。利用 同 波长限制 ，不可任意选择 步辐射光作为光源进行曝光 的光刻技术称为 (2)同步辐射光 的强度太 ，一般较普通 x 收稿 日期 ：21JcIO O9 23 基 金项 目：国家 自然科学基金资助项 目(No：69~76026)。 作者简介 ：张东平 (1972 )，男，微 电子专业 ，现在安徽马鞍 山华东冶金学 院数理实验 中LI作 ，主要 事金刚石 基底 x射 线掩模基础研 究 。 射线高两个量级 以上 ，可太太缩短曝光时间， 导致严重辐射损伤 这主要是因为吸收大量 x 提高生产率 。 射线后 ，部分氢原子迁移至薄膜表面，产生 了 (3)同步辐 射 光 的平 行性好 ，发散 角小 ， 内应力 的改变和化学退化 ，导致几何形变和光 在曝光 中引起 的半影畸变和几何畸变小 ，曝光 学透 明度降低 。金刚石薄膜含氢量极少 ，仅在 分辨率和套 刻精度也较普遥 x射线高得 多。 ppm量级 ，而 且具有特别优 良的力学 、热学和 另外 ，普通 x射线平行性差 ，曝光时只在片子 光学性质 ，基本上符合 以上要求 ，使其成为理 立体角 内的