●二次曝光和二次圖形曝光技術(shù)
遠(yuǎn)紫外光刻技術(shù)存在的問題為一批新興技術(shù)提供了契機(jī)，譬如沉浸式光刻、無掩膜光刻和納米壓印光刻。但至少就32納米和22納米節(jié)點(diǎn)而言，領(lǐng)先的競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)還是193納米沉浸式光刻，這項(xiàng)光刻技術(shù)涉及“兩次曝光（doubleexposure）”和“兩次圖形曝光（double patterning）”這兩個(gè)熱門術(shù)語。
二次曝光技術(shù)，是EUV的替代計(jì)劃。簡(jiǎn)單來說就是先蝕刻一次，清洗，然后再蝕刻一次。這種技術(shù)目的在于解決目前EUV刻深不足的問題。EUV和傳統(tǒng)曝光都可以使用這項(xiàng)技術(shù)，但是主要還是針對(duì)EUV做優(yōu)化的。但是二次曝光有一個(gè)嚴(yán)重的問題，是清洗和界面。因?yàn)榈谝淮慰涛g之后清洗出來的地面是絕對(duì)不可能平整的，這會(huì)極大得影響第二次刻蝕的質(zhì)量。
VLSI研究公司認(rèn)為，遠(yuǎn)紫外光刻技術(shù)有一席之地。遠(yuǎn)紫外光刻技術(shù)大有前途，但可能是在22納米之后的某個(gè)時(shí)候。遠(yuǎn)紫外光刻技術(shù)會(huì)出現(xiàn)在16納米階段。同時(shí)VLIW對(duì)無掩膜光刻和納米壓印光刻較為悲觀。其首席執(zhí)行官G.Dan Hutcheson認(rèn)為“除了研究領(lǐng)域外，無掩膜光刻不可能取得成功。納米壓印光刻技術(shù)也在半導(dǎo)體行業(yè)沒有用武之地。”
這樣一來，193納米沉浸式光刻技術(shù)成了近期的選擇，EUV技術(shù)因?yàn)橹苓吪浜喜涣Ρ焕^續(xù)推后。
IBM公司最近宣布，它并沒有指望將遠(yuǎn)紫外光刻技術(shù)用于邏輯芯片的22納米節(jié)點(diǎn)的早期開發(fā)階段——之前IBM還對(duì)此寄予希望，遠(yuǎn)紫外光刻技術(shù)的前景顯得更黯淡了。IBM及合作伙伴聲稱，它們會(huì)把193納米沉浸式光刻技術(shù)向下擴(kuò)展到22納米節(jié)點(diǎn)，這要?dú)w功于兩次圖形曝光或者兩次曝光技術(shù)。
在幕后，ASML、佳能和尼康彼此競(jìng)相開發(fā)新的193納米沉浸式掃描光刻設(shè)備，這種設(shè)備用于兩次曝光和兩次圖形曝光時(shí)代。首款這種設(shè)備定于2008年年中前后推出。
兩次曝光的優(yōu)點(diǎn)使得幾家芯片生產(chǎn)商已經(jīng)將兩次圖形曝光技術(shù)運(yùn)用到集成電路生產(chǎn)，據(jù)說美光科技公司也在此列。兩次圖形曝光要求進(jìn)行兩次曝光，首先曝光一半線路、進(jìn)行蝕刻、執(zhí)行其他步驟。然后，另一光刻膠涂層做到圓晶上，另一半圖案在第一批線路之間的空隙里面曝光。這種方法成本高、速度慢，但從技術(shù)上來說相對(duì)容易，不過要求大約2nm的套刻精度（overlayaccuracy）。
對(duì)于兩次曝光，它需要先曝光一批線路，然后在執(zhí)行其他工藝步驟之前，將曝光圖案移到鄰近地方，對(duì)第二批線路進(jìn)行曝光。雖然兩次曝光速度比兩次圖形曝光快，但關(guān)鍵是找到一種非線性光刻膠——這種光刻膠的化學(xué)特性能夠吸收來自鄰近曝光的弱光，又不會(huì)形成圖案。
至于邏輯芯片的生產(chǎn)，IBM上周提議后段制程采用基于暗場(chǎng)、雙極照明的兩次曝光技術(shù)。雙極照明可以把掩膜圖案分為X軸和Y軸兩層，然后對(duì)它們進(jìn)行兩次曝光。
32nm SRAM芯片，兩次圖形曝光和標(biāo)準(zhǔn)單次曝光對(duì)比
IBM在實(shí)驗(yàn)室里面使用了數(shù)值孔徑為0.93的193納米沉浸式掃描設(shè)備。IBM使用ASML的Maskweaver光學(xué)鄰近校正工具和專門的三層光刻膠，聲稱已演示了第一層金屬線之間的間距為90到100nm的器件。
IMEC已開發(fā)出一種兩次圖形曝光技術(shù)，能夠獲得50納米半間距、單鑲嵌設(shè)計(jì)。IMEC使用了數(shù)值孔徑為0.85的193納米沉浸式掃描設(shè)備。它還采用與雙極照明相競(jìng)爭(zhēng)的四極照明方案，使用了6%的軟相移掩膜（PSM）和有機(jī)材料的雙層光刻膠。
應(yīng)用材料公司在技術(shù)大會(huì)上演示了一種類似方法：自對(duì)準(zhǔn)兩次圖形曝光技術(shù)，該技術(shù)面向干式光刻而不是沉浸式光刻，從而引起了人們的濃厚興趣。該方法采用了應(yīng)用材料公司的先進(jìn)圖膜（AdvancedPatterning Film）和等離子增強(qiáng)的化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)。應(yīng)用材料公司薄膜事業(yè)部的高級(jí)副總裁兼總經(jīng)理FarhadMoghadam說：“該方法能夠使用193納米“干式”掃描設(shè)備獲得32納米線路和間隙壁。”