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;Writtenby蓝色独行者;二、光刻很重要,为什么?;三、光刻所需环境是什么?;英制体系:等级的标定数字取自超净间内单位立方英尺能够允许0.5μm及其以上粒子的最大数目;
?公制体系:等级的标定数字取自超净间内单位立方米能够允许0.5μm及其以上粒子的最大数目的对数(lg)。
;;控制单位体积的尘埃粒子总数,同时必须控制温度和湿度;
?英制:直径大于0.5μm个数/立方英尺;
?公制:对数lg(直径大于0.5μm个数/立方米)。;?因为尘埃的粒子数目随着粒子尺寸的减小而增加,所以当IC的最小特征尺寸缩小至亚微米级范围时,会对超净间采取更加严格地控制措施
?在大多数IC制造区域,100级的超净间是必须的(比普通房间的空气粒子数小4个数量级)
?光刻区域10级-1级;黄光室
为了避免光刻胶在曝光前、曝光后受到曝光机以外的光线照射而曝光;
由于光刻胶一般对波长大于0.5μm的光并不敏感,所以曝光过程中,晶片可置于由黄光照射的洁净室。;Writtenby蓝色独行者;图形转移是由曝光设备来完成的,曝光设备的性能取决于三个参数:
分辨率:不失真的精确转移到半导体表面光刻胶上的最小特征尺寸;
对准精度:各个掩膜与先前刻在硅片上的图形互相套准的程度;
生产效率:某次光刻中掩膜在一小时内能曝光的硅片数量。;对光刻机的要求:
分辨率(高)
?曝光视场(大)
?图形对准精度(高)——1/3最小特征尺寸
?产率(throughput)(大)
?缺陷密度(低);?两种基本的光学曝光方法:
遮蔽式(shadow)曝光
投影式(projection)曝光
;遮蔽式(shadow)曝光
接触式:1μm左右的分辨率,尘埃或硅渣嵌入光刻胶的问题;
?接近式:(10-50μm的间隙),2-5μm分辨率,掩膜图形边缘光学衍射,光进入阴影区。
;临界尺寸(criticaldimension,CD);可能出现的问题;掩模对准式曝光机对准系统工作原理;投影式(projection)曝光
为了克服遮蔽式曝光有关的掩膜损伤问题;
掩膜与光刻胶相距几厘米;
;;投影系统的分辨率lm;对投影系统分辨率改进的一个讨论;式(1)说明分辨率的改善(即较小的lm),可以通过缩短光源波长与增加数值孔径NA达到;
式(2)指出,聚焦深度会因NA的增加而???减,而且增加DA值比缩短光源波长λ对聚焦深度DOF衰减影响更快;
结论:缩短光源波长是光学图形曝光的必然趋势。;;;集成电路工艺所采用的光刻技术;主流光刻技术:?
248nmDUV技术(KrF准分子激光)-0.10um特征尺寸
193nmDUV技术??(ArF准分子激光)-90nm特征尺寸
193nm沉浸式技术(ArF准分子激光)-65nm特征尺寸
;新一代的替代光刻技术:?
157nmF2?
EUV光刻/紫外线光刻?
电子束投影光刻?
X射线光刻?
离子束光刻?
纳米印制光刻
;更换光源以提高分辨率;一种对辐照敏感的化合物(高分子聚合物)对于入射光子有化学变化,通过显影,从而实现图形转移。
?灵敏度:单位面积的胶曝光所需的光能量:mJ/cm2;在印刷工业中已经有近百年的历史,20世纪20年代的印刷电路板工业
?1950s用于半导体工业
?直到1970s中期,集成电路生产都以负胶为主(由于正胶的附着性差);?曝光部分变成可溶性的
?在显影工艺中比较容易去除
?所形成的图形与掩膜一致;正胶组成成分:;负胶(NegativeOpticalPhotoresist);?主要缺点:在显影过程中,整个抗蚀剂层因吸收显影液而出现膨胀现象,限制其分辨率。
在分辨率要求不太高的情况,负胶也有其优点:
对衬底表面粘附性好
抗刻蚀能力强
工艺宽容度较高(显影液稀释度、温度等)
价格较低(约正胶的三分之一);负胶的组成部分;光刻胶主要参数;曝光响应曲线;正胶的灵敏度:感光区变得完全可溶时所需的能量,因此ET对应于灵敏度,是衡量曝光速度的指标(mJ/cm2);
负胶的灵敏度:曝光区内的原始光刻胶厚度保留50%所需的能量;;对比度;衍射影响;抗刻蚀比;分辨能力;曝光宽容度(exposurelatitude);其他特性;正负光刻胶的比较;五、光刻的流程是什么?;光刻核心工艺;;;PhotoresistSpinCoater;;;;;;图形检测PatternInspection;;六、光刻现在面临的问题是什么?;由上图可知高频光的能量较高,低频光的能量较低,在工艺尺寸一再减小的基础上,可见光已经不能很好的完成光刻工作了!;听听来自工业界的声音!;最为活跃的193nm浸入式光刻;最为活跃的193nm浸入式光刻;前景光明的EUV极端远紫外光刻;但一切还远没有结束!
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