Viens pārskats
Integrālo shēmu ražošanas procesā fotolitogrāfija ir galvenais process, kas nosaka integrālo shēmu integrācijas līmeni. Šī procesa funkcija ir patiesi pārraidīt un pārsūtīt shēmas grafisko informāciju no maskas (ko sauc arī par masku) uz pusvadītāju materiāla substrātu.
Fotolitogrāfijas procesa pamatprincips ir izmantot uz substrāta virsmas pārklātā fotorezista fotoķīmisko reakciju, lai reģistrētu shēmas modeli uz maskas, tādējādi sasniedzot mērķi pārnest integrētās shēmas modeli no konstrukcijas uz substrātu.
Fotolitogrāfijas pamatprocess:
Pirmkārt, uz pamatnes virsmas, izmantojot pārklājuma mašīnu, tiek uzklāts fotorezists;
Pēc tam tiek izmantota fotolitogrāfijas iekārta, lai eksponētu substrātu, kas pārklāts ar fotorezistu, un fotoķīmiskās reakcijas mehānisms tiek izmantots, lai reģistrētu maskas modeļa informāciju, ko pārraida fotolitogrāfijas iekārta, pabeidzot maskas raksta precizitātes pārraidi, pārnešanu un replikāciju uz substrātu;
Visbeidzot, eksponētā substrāta attīstīšanai tiek izmantots attīstītājs, lai noņemtu (vai saglabātu) fotorezistu, kam pēc iedarbības notiek fotoķīmiska reakcija.
Otrais fotolitogrāfijas process
Lai pārsūtītu uz maskas paredzēto shēmas modeli uz silīcija plāksni, vispirms ir jāpanāk, izmantojot ekspozīcijas procesu, un pēc tam silīcija raksts jāiegūst, izmantojot kodināšanas procesu.
Tā kā fotolitogrāfijas procesa zonas apgaismošanai tiek izmantots dzeltens gaismas avots, pret kuru gaismjutīgie materiāli ir nejutīgi, to sauc arī par dzeltenās gaismas zonu.
Fotolitogrāfija pirmo reizi tika izmantota poligrāfijas nozarē, un tā bija galvenā tehnoloģija agrīnai PCB ražošanai. Kopš 1950. gadiem fotolitogrāfija pakāpeniski ir kļuvusi par galveno tehnoloģiju modeļu pārsūtīšanai IC ražošanā.
Galvenie litogrāfijas procesa rādītāji ir izšķirtspēja, jutība, pārklājuma precizitāte, defektu biežums utt.
Vissvarīgākais materiāls fotolitogrāfijas procesā ir fotorezists, kas ir gaismjutīgs materiāls. Tā kā fotorezista jutība ir atkarīga no gaismas avota viļņa garuma, fotolitogrāfijas procesos ir nepieciešami dažādi fotorezista materiāli, piemēram, g/i līnija, 248nm KrF un 193nm ArF.
Tipiskā fotolitogrāfijas procesa galvenais process ietver piecus posmus:
-Bāzes plēves sagatavošana;
-Uzklājiet fotorezistu un mīkstu cepšanu;
-Izlīdzināšana, ekspozīcija un cepšana pēc ekspozīcijas;
-Izstrādāt cieto plēvi;
-Attīstības noteikšana.
(1)Bāzes plēves sagatavošana: galvenokārt tīrīšana un dehidratācija. Tā kā jebkuri piesārņotāji vājinās saķeri starp fotorezistu un plāksnīti, rūpīga tīrīšana var uzlabot saķeri starp plāksni un fotorezistu.
(2)Fotorezista pārklājums: Tas tiek panākts, pagriežot silīcija plāksni. Dažādiem fotorezistiem ir nepieciešami dažādi pārklājuma procesa parametri, tostarp rotācijas ātrums, fotorezista biezums un temperatūra.
Mīksta cepšana: Cepšana var uzlabot fotorezista un silīcija plāksnītes saķeri, kā arī fotorezista biezuma viendabīgumu, kas ir izdevīgi, lai precīzi kontrolētu turpmākā kodināšanas procesa ģeometriskos izmērus.
(3)Izlīdzināšana un ekspozīcija: Izlīdzināšana un ekspozīcija ir vissvarīgākie soļi fotolitogrāfijas procesā. Tie attiecas uz maskas raksta saskaņošanu ar esošo rakstu uz vafeles (vai priekšējā slāņa rakstu) un pēc tam apstarošanu ar īpašu gaismu. Gaismas enerģija aktivizē fotorezista gaismjutīgās sastāvdaļas, tādējādi pārnesot maskas rakstu uz fotorezistu.
Izlīdzināšanai un eksponēšanai izmantotā iekārta ir fotolitogrāfijas iekārta, kas ir visdārgākā viena procesa iekārta visā integrālās shēmas ražošanas procesā. Fotolitogrāfijas iekārtas tehniskais līmenis atspoguļo visas ražošanas līnijas attīstības līmeni.
Cepšana pēc ekspozīcijas: attiecas uz īsu cepšanas procesu pēc ekspozīcijas, kam ir atšķirīgs efekts nekā dziļi ultravioletajiem fotorezistiem un parastajiem i-line fotorezistiem.
Dziļai ultravioletā starojuma fotorezistam pēcekspozīcijas cepšana noņem fotorezista aizsargkomponentus, ļaujot fotorezistam izšķīst attīstītājā, tāpēc ir nepieciešama cepšana pēc ekspozīcijas;
Parastajiem i-line fotorezistiem pēcekspozīcijas cepšana var uzlabot fotorezista adhēziju un samazināt stāvviļņus (stāvošie viļņi nelabvēlīgi ietekmēs fotorezista malu morfoloģiju).
(4)Cietās filmas attīstīšana: izmantojot attīstītāju, lai pēc ekspozīcijas izšķīdinātu fotorezista (pozitīvā fotorezista) šķīstošo daļu un precīzi parādītu maskas rakstu ar fotorezista rakstu.
Izstrādes procesa galvenie parametri ir attīstīšanas temperatūra un laiks, attīstītāja deva un koncentrācija, tīrīšana utt. Pielāgojot attiecīgos parametrus izstrādes procesā, var palielināt šķīšanas ātruma starpību starp fotorezista eksponētajām un neeksponētajām daļām, tādējādi vēlamā attīstības efekta iegūšana.
Cietināšanu sauc arī par sacietēšanas cepšanu, kas ir process, kurā izstrādātajā fotorezistā tiek noņemts atlikušais šķīdinātājs, attīstītājs, ūdens un citi nevajadzīgie atlikušie komponenti, tos karsējot un iztvaicējot, lai uzlabotu fotorezista saķeri ar silīcija substrātu un fotorezista pretestība kodināšanai.
Cietināšanas procesa temperatūra mainās atkarībā no dažādiem fotorezistiem un cietēšanas metodēm. Priekšnoteikums ir tāds, ka fotorezista raksts nedeformējas un fotorezistam jābūt pietiekami cietam.
(5)Attīstības pārbaude: Tas ir paredzēts, lai pārbaudītu, vai fotorezista paraugā pēc izstrādes nav defektu. Parasti attēla atpazīšanas tehnoloģiju izmanto, lai pēc izstrādes automātiski skenētu mikroshēmas rakstu un salīdzinātu to ar iepriekš saglabāto bezdefektu standarta paraugu. Ja tiek konstatēta atšķirība, tā tiek uzskatīta par bojātu.
Ja defektu skaits pārsniedz noteiktu vērtību, tiek uzskatīts, ka silīcija plāksne nav izturējusi izstrādes testu, un to var nodot metāllūžņos vai attiecīgi pārstrādāt.
Integrētās shēmas ražošanas procesā lielākā daļa procesu ir neatgriezeniski, un fotolitogrāfija ir viens no retajiem procesiem, ko var pārstrādāt.
Trīs fotomaskas un fotorezista materiāli
3.1 Fotomaska
Fotomaska, kas pazīstama arī kā fotolitogrāfijas maska, ir meistars, ko izmanto integrālās shēmas plāksnīšu ražošanas fotolitogrāfijas procesā.
Fotomaskas ražošanas procesa mērķis ir pārveidot oriģinālos izkārtojuma datus, kas nepieciešami plāksnīšu ražošanai, ko izstrādājuši integrālās shēmas projektēšanas inženieri, datu formātā, ko var atpazīt lāzera rakstu ģeneratori vai elektronu staru iedarbības iekārtas, apstrādājot maskas datus, lai tos varētu eksponēt iepriekšminētais aprīkojums uz fotomaskas substrāta materiāla, kas pārklāts ar gaismjutīgu materiālu; pēc tam to apstrādā, izmantojot virkni procesu, piemēram, izstrādāšanu un kodināšanu, lai fiksētu rakstu uz pamatnes materiāla; visbeidzot, tas tiek pārbaudīts, salabots, notīrīts un laminēts ar plēvi, lai izveidotu maskas izstrādājumu, un piegādāts lietošanai integrālās shēmas ražotājam.
3.2 Fotorezists
Fotorezists, pazīstams arī kā fotorezists, ir gaismjutīgs materiāls. Gaismas apstarošanas rezultātā tajā esošās gaismjutīgās sastāvdaļas tiks ķīmiski mainītas, tādējādi izraisot izmaiņas šķīdināšanas ātrumā. Tās galvenā funkcija ir pārnest zīmējumu uz maskas uz substrātu, piemēram, vafeles.
Fotorezista darbības princips: Pirmkārt, fotorezists tiek pārklāts uz pamatnes un iepriekš izcepts, lai noņemtu šķīdinātāju;
Otrkārt, maska tiek pakļauta gaismas iedarbībai, izraisot gaismjutīgās sastāvdaļas pakļautajā daļā ķīmisku reakciju;
Pēc tam tiek veikta cepšana pēc ekspozīcijas;
Visbeidzot, fotorezists tiek daļēji izšķīdināts attīstot (pozitīvam fotorezistam tiek izšķīdināts eksponētais laukums; negatīvajam fotorezistam tiek izšķīdināts neeksponētais laukums), tādējādi realizējot integrālās shēmas modeļa pārnešanu no maskas uz substrātu.
Fotorezista komponenti galvenokārt ietver plēvi veidojošus sveķus, gaismjutīgus komponentus, mikropiedevas un šķīdinātāju.
Tostarp plēvi veidojošos sveķus izmanto, lai nodrošinātu mehāniskās īpašības un pretestību kodināšanai; gaismjutīgajā komponentā notiek ķīmiskas izmaiņas gaismā, izraisot izmaiņas šķīšanas ātrumā;
Trace piedevas ietver krāsvielas, viskozitātes pastiprinātājus utt., ko izmanto, lai uzlabotu fotorezista veiktspēju; komponentu izšķīdināšanai un vienmērīgai samaisīšanai izmanto šķīdinātājus.
Pašlaik plaši izmantotos fotorezistus var iedalīt tradicionālajos fotorezistos un ķīmiski pastiprinātos fotorezistos atbilstoši fotoķīmiskās reakcijas mehānismam, kā arī var iedalīt ultravioletā, dziļā ultravioletā, ekstremālā ultravioletā, elektronu stara, jonu stara un rentgena fotorezistos saskaņā ar fotosensitivitātes viļņa garums.
Četras fotolitogrāfijas iekārtas
Fotolitogrāfijas tehnoloģija ir izgājusi cauri kontaktu/tuvuma litogrāfijas, optiskās projekcijas litogrāfijas, pakāpeniskās un atkārtotās litogrāfijas, skenējošās litogrāfijas, imersijas litogrāfijas un EUV litogrāfijas izstrādes procesam.
4.1. Kontaktu/tuvuma litogrāfijas iekārta
Kontaktlitogrāfijas tehnoloģija parādījās 1960. gados un tika plaši izmantota 1970. gados. Tā bija galvenā litogrāfijas metode maza mēroga integrālo shēmu laikmetā, un to galvenokārt izmantoja, lai ražotu integrālās shēmas ar elementu izmēriem, kas lielāki par 5 μm.
Kontakta/tuvuma litogrāfijas iekārtā vafele parasti tiek novietota uz manuāli vadāma horizontāla stāvokļa un rotējoša darba galda. Operators izmanto diskrētu lauka mikroskopu, lai vienlaikus novērotu maskas un vafeles stāvokli, un manuāli kontrolē darba galda stāvokli, lai izlīdzinātu masku un vafeles. Pēc tam, kad vafele un maska ir izlīdzinātas, abas tiks saspiestas kopā, lai maska būtu tiešā saskarē ar fotorezistu uz vafeles virsmas.
Pēc mikroskopa objektīva noņemšanas presētā vafele un maska tiek pārvietota uz ekspozīcijas tabulu ekspozīcijai. Dzīvsudraba lampas izstarotā gaisma ir kolimēta un paralēla maskai caur lēcu. Tā kā maska ir tiešā saskarē ar fotorezista slāni uz plāksnītes, maskas raksts pēc ekspozīcijas tiek pārnests uz fotorezista slāni attiecībā 1:1.
Kontaktu litogrāfijas iekārta ir vienkāršākā un ekonomiskākā optiskā litogrāfijas iekārta, un tā var sasniegt submikronu lieluma grafikas ekspozīciju, tāpēc to joprojām izmanto mazu partiju produktu ražošanā un laboratorijas pētījumos. Liela mēroga integrālo shēmu ražošanā tika ieviesta tuvuma litogrāfijas tehnoloģija, lai izvairītos no litogrāfijas izmaksu pieauguma, ko izraisa tiešs kontakts starp masku un plāksni.
Tuvuma litogrāfija tika plaši izmantota 1970. gados maza mēroga integrālo shēmu laikmetā un vidēja mēroga integrālo shēmu agrīnajā laikmetā. Atšķirībā no kontaktlitogrāfijas, maska tuvuma litogrāfijā nav tiešā saskarē ar fotorezistu uz plāksnītes, bet tiek atstāta sprauga, kas piepildīta ar slāpekli. Maska peld uz slāpekļa, un spraugas lielumu starp masku un vafeli nosaka slāpekļa spiediens.
Tā kā tuvuma litogrāfijā nav tieša kontakta starp vafeli un masku, tiek samazināti defekti, kas rodas litogrāfijas procesā, tādējādi samazinot maskas zudumu un uzlabojot vafeļu iznākumu. Tuvuma litogrāfijā sprauga starp plāksni un masku novieto plāksni Fresnela difrakcijas apgabalā. Difrakcijas klātbūtne ierobežo tālāku tuvuma litogrāfijas iekārtu izšķirtspējas uzlabošanu, tāpēc šī tehnoloģija galvenokārt ir piemērota tādu integrālo shēmu ražošanai, kuru elementu izmēri pārsniedz 3 μm.
4.2. Steperis un atkārtotājs
Steperis ir viena no svarīgākajām iekārtām vafeļu litogrāfijas vēsturē, kas ir veicinājusi submikronu litogrāfijas procesu masveida ražošanā. Stepper izmanto tipisku statisko ekspozīcijas lauku 22 mm × 22 mm un optiskās projekcijas lēcu ar samazinājuma koeficientu 5:1 vai 4:1, lai pārnestu uz maskas esošo rakstu uz plāksni.
Pakāpju un atkārtošanas litogrāfijas iekārta parasti sastāv no ekspozīcijas apakšsistēmas, sagataves stadijas apakšsistēmas, maskas stadijas apakšsistēmas, fokusa/nivelēšanas apakšsistēmas, izlīdzināšanas apakšsistēmas, galvenā kadra apakšsistēmas, plāksnīšu pārsūtīšanas apakšsistēmas, masku pārsūtīšanas apakšsistēmas. , elektroniskā apakšsistēma un programmatūras apakšsistēma.
Tipisks pakāpeniskas un atkārtotas litogrāfijas iekārtas darba process ir šāds:
Pirmkārt, vafele, kas pārklāta ar fotorezistu, tiek pārnesta uz sagataves galdu, izmantojot vafeļu pārneses apakšsistēmu, un eksponējamā maska tiek pārnesta uz masku tabulu, izmantojot masku pārnešanas apakšsistēmu;
Pēc tam sistēma izmanto fokusēšanas/izlīdzināšanas apakšsistēmu, lai veiktu vairāku punktu augstuma mērījumus plāksnītei sagataves stadijā, lai iegūtu tādu informāciju kā eksponējamās plāksnes virsmas augstums un slīpuma leņķis, lai ekspozīcijas laukums plāksnīti vienmēr var kontrolēt projekcijas objektīva fokusa dziļumā ekspozīcijas procesa laikā;Pēc tam sistēma izmanto izlīdzināšanas apakšsistēmu, lai izlīdzinātu masku un plāksni tā, lai ekspozīcijas procesa laikā maskas attēla un plāksnīšu raksta pārsūtīšanas pozīcijas precizitāte vienmēr atbilstu pārklājuma prasībām.
Visbeidzot, visas vafeles virsmas soļu un ekspozīcijas darbība tiek pabeigta saskaņā ar noteikto ceļu, lai realizētu raksta pārsūtīšanas funkciju.
Sekojošā pakāpju un skenera litogrāfijas iekārta ir balstīta uz iepriekš minēto pamata darba procesu, uzlabojot soli → ekspozīciju skenēšanai → ekspozīciju un fokusēšanu/līmeņošanu → izlīdzināšanu → ekspozīciju divpakāpju modelī mērījumiem (fokusēšana/līmeņošana → izlīdzināšana) un skenēšanai. ekspozīcija paralēli.
Salīdzinājumā ar soļu un skenēšanas litogrāfijas iekārtu, soļu un atkārtotu litogrāfijas iekārtai nav jāpanāk maskas un vafeles sinhrona reversā skenēšana, un tai nav nepieciešama skenēšanas masku tabula un sinhronās skenēšanas vadības sistēma. Tāpēc struktūra ir salīdzinoši vienkārša, izmaksas ir salīdzinoši zemas un darbība ir uzticama.
Pēc tam, kad IC tehnoloģija ievadīja 0,25 μm, pakāpeniskās un atkārtotās litogrāfijas pielietojums sāka samazināties, jo pakāpeniskās un skenēšanas litogrāfijas priekšrocības skenēšanas ekspozīcijas lauka lielumā un ekspozīcijas viendabīgumā. Pašlaik jaunākajai Nikon nodrošinātajai soli un atkārtotai litogrāfijai ir tikpat liels statiskās ekspozīcijas redzes lauks kā soli un skenēšanas litogrāfijai, un tā var apstrādāt vairāk nekā 200 vafeles stundā ar ārkārtīgi augstu ražošanas efektivitāti. Šāda veida litogrāfijas iekārtas pašlaik galvenokārt izmanto nekritisku IC slāņu ražošanai.
4.3 Stepper skeneris
Step-and-scan litogrāfijas pielietošana sākās 90. gados. Konfigurējot dažādus ekspozīcijas gaismas avotus, pakāpju un skenēšanas tehnoloģija var atbalstīt dažādus procesa tehnoloģiju mezglus, sākot no 365 nm, 248 nm, 193 nm iegremdēšanas līdz EUV litogrāfijai. Atšķirībā no pakāpeniskās un atkārtotās litogrāfijas, soli un skenēšanas litogrāfijas viena lauka ekspozīcija izmanto dinamisku skenēšanu, tas ir, maskas plāksne pabeidz skenēšanas kustību sinhroni attiecībā pret plāksni; pēc pašreizējā lauka ekspozīcijas pabeigšanas plāksne tiek pārnesta uz sagataves stadiju un tiek pārvietota uz nākamo skenēšanas lauka pozīciju, un atkārtota ekspozīcija turpinās; atkārtojiet soļu un skenēšanas ekspozīciju vairākas reizes, līdz tiek eksponēti visi visas vafeles lauki.
Konfigurējot dažāda veida gaismas avotus (piemēram, i-line, KrF, ArF), stepper-skeneris var atbalstīt gandrīz visus pusvadītāju priekšgala procesa tehnoloģiskos mezglus. Tipiski uz silīcija bāzes veidoti CMOS procesi ir pieņēmuši pakāpju skenerus lielos daudzumos kopš 0,18 μm mezgla; ekstremālās ultravioletās (EUV) litogrāfijas iekārtas, ko pašlaik izmanto procesa mezglos, kas mazāki par 7 nm, izmanto arī pakāpju skenēšanu. Pēc daļējas adaptīvās modifikācijas stepper-skeneris var arī atbalstīt daudzu procesu, kas nav balstīti uz silīciju, piemēram, MEMS, barošanas ierīcēm un RF ierīcēm, izpēti, izstrādi un ražošanu.
Galvenie soļu un skenēšanas projekcijas litogrāfijas iekārtu ražotāji ir ASML (Nīderlande), Nikon (Japāna), Canon (Japāna) un SMEE (Ķīna). ASML 2001. gadā laida klajā TWINSCAN pakāpju un skenēšanas litogrāfijas iekārtu sēriju. Tajā ir izmantota divpakāpju sistēmas arhitektūra, kas var efektīvi uzlabot iekārtas izvades ātrumu, un tā ir kļuvusi par visplašāk izmantoto augstākās klases litogrāfijas iekārtu.
4.4. Imersijas litogrāfija
No Rayleigh formulas var redzēt, ka, ja ekspozīcijas viļņa garums paliek nemainīgs, efektīvs veids, kā vēl vairāk uzlabot attēlveidošanas izšķirtspēju, ir palielināt attēlveidošanas sistēmas skaitlisko apertūru. Attēlveidošanas izšķirtspējai, kas ir zemāka par 45 nm un augstāka, ArF sausās ekspozīcijas metode vairs neatbilst prasībām (jo tā atbalsta maksimālo attēlveidošanas izšķirtspēju 65 nm), tāpēc ir jāievieš imersijas litogrāfijas metode. Tradicionālajā litogrāfijas tehnoloģijā vide starp objektīvu un fotorezistu ir gaiss, savukārt iegremdēšanas litogrāfijas tehnoloģija gaisa vidi aizstāj ar šķidrumu (parasti īpaši tīru ūdeni ar refrakcijas koeficientu 1,44).
Faktiski iegremdēšanas litogrāfijas tehnoloģija izmanto gaismas avota viļņa garuma saīsināšanu pēc tam, kad gaisma šķērso šķidro vidi, lai uzlabotu izšķirtspēju, un saīsināšanas koeficients ir šķidrās vides refrakcijas indekss. Lai gan iegremdētā litogrāfijas iekārta ir pakāpju un skenēšanas litogrāfijas iekārtu veids un tās aprīkojuma sistēmas risinājums nav mainījies, tā ir ArF soli un skenēšanas litogrāfijas mašīnas modifikācija un paplašināšana, pateicoties galveno tehnoloģiju ieviešanai. uz iegremdēšanu.
Iegremdēšanas litogrāfijas priekšrocība ir tāda, ka, palielinoties sistēmas skaitliskajai apertūrai, tiek uzlabota pakāpju skenera litogrāfijas iekārtas attēlveidošanas izšķirtspēja, kas var atbilst procesa prasībām attiecībā uz attēla izšķirtspēju zem 45 nm.
Tā kā iegremdēšanas litogrāfijas iekārta joprojām izmanto ArF gaismas avotu, procesa nepārtrauktība tiek garantēta, ietaupot gaismas avota, aprīkojuma un procesa pētniecības un attīstības izmaksas. Pamatojoties uz to, apvienojumā ar vairākām grafikas un skaitļošanas litogrāfijas tehnoloģijām, iegremdējamo litogrāfijas iekārtu var izmantot procesa mezglos, kuru garums ir 22 nm un mazāks. Pirms EUV litogrāfijas iekārtas oficiāli laišanas masveida ražošanā, iegremdēšanas litogrāfijas iekārta tika plaši izmantota un varēja atbilst 7 nm mezgla procesa prasībām. Tomēr, pateicoties iegremdēšanas šķidruma ieviešanai, pašas iekārtas inženiertehniskās grūtības ir ievērojami palielinājušās.
Tās galvenās tehnoloģijas ietver iegremdējamā šķidruma padeves un reģenerācijas tehnoloģiju, iegremdējamā šķidruma lauka uzturēšanas tehnoloģiju, imersijas litogrāfijas piesārņojuma un defektu kontroles tehnoloģiju, īpaši lielu skaitliskās apertūras iegremdēšanas projekcijas objektīvu izstrādi un apkopi un attēlveidošanas kvalitātes noteikšanas tehnoloģiju iegremdēšanas apstākļos.
Pašlaik komerciālās ArFi soli un skenēšanas litogrāfijas iekārtas galvenokārt nodrošina divi uzņēmumi, proti, Nīderlandes ASML un Japānas Nikon. Tostarp viena ASML NXT1980 Di cena ir aptuveni 80 miljoni eiro.
4.4. Ekstrēmā ultravioletā litogrāfijas iekārta
Lai uzlabotu fotolitogrāfijas izšķirtspēju, pēc eksimēra gaismas avota izmantošanas ekspozīcijas viļņa garums tiek vēl vairāk saīsināts, un kā ekspozīcijas gaismas avots tiek ieviesta ekstrēma ultravioletā gaisma ar viļņa garumu no 10 līdz 14 nm. Ekstremālās ultravioletās gaismas viļņa garums ir ārkārtīgi īss, un atstarojošā optiskā sistēma, ko var izmantot, parasti sastāv no daudzslāņu plēves atstarotājiem, piemēram, Mo/Si vai Mo/Be.
Tostarp Mo/Si daudzslāņu plēves teorētiskā maksimālā atstarošanas spēja viļņu garuma diapazonā no 13,0 līdz 13,5 nm ir aptuveni 70%, bet Mo/Be daudzslāņu plēves teorētiskā maksimālā atstarošanās spēja pie īsāka viļņa garuma 11,1 nm ir aptuveni 80%. Lai gan Mo/Be daudzslāņu plēves atstarotāju atstarošanās spēja ir augstāka, Be ir ļoti toksisks, tāpēc, izstrādājot EUV litogrāfijas tehnoloģiju, šādu materiālu pētījumi tika atmesti.Pašreizējā EUV litogrāfijas tehnoloģijā tiek izmantota Mo / Si daudzslāņu plēve, un arī tās ekspozīcijas viļņa garums ir noteikts 13,5 nm.
Galvenajā ekstremālās ultravioletās gaismas avotā tiek izmantota ar lāzeru ražota plazmas (LPP) tehnoloģija, kas izmanto augstas intensitātes lāzerus, lai ierosinātu karsti kausētu Sn plazmu, lai izstarotu gaismu. Jau ilgu laiku gaismas avota jauda un pieejamība ir bijuši šķēršļi, kas ierobežo EUV litogrāfijas iekārtu efektivitāti. Izmantojot galveno oscilatora jaudas pastiprinātāju, prognozējošo plazmas (PP) tehnoloģiju un in-situ savākšanas spoguļu tīrīšanas tehnoloģiju, EUV gaismas avotu jauda un stabilitāte ir ievērojami uzlabota.
EUV litogrāfijas iekārta galvenokārt sastāv no tādām apakšsistēmām kā gaismas avots, apgaismojums, objektīvs, sagataves stadija, maskas stadija, vafeļu izlīdzināšana, fokusēšana/līmeņošana, maskas pārraide, vafeļu pārraide un vakuuma rāmis. Pēc tam, kad tas iziet cauri apgaismojuma sistēmai, kas sastāv no daudzslāņu pārklājuma atstarotājiem, ārkārtējā ultravioletā gaisma tiek apstarota uz atstarojošās maskas. Maskas atstarotā gaisma nonāk optiskā kopējā atstarošanas attēlveidošanas sistēmā, kas sastāv no virknes atstarotāju, un visbeidzot maskas atstarotais attēls tiek projicēts uz vafeles virsmas vakuuma vidē.
EUV litogrāfijas iekārtas ekspozīcijas redzes lauks un attēlveidošanas redzes lauks ir gan loka formas, un tiek izmantota pakāpeniska skenēšanas metode, lai sasniegtu pilnu vafeļu ekspozīciju, lai uzlabotu izvades ātrumu. ASML vismodernākajā NXE sērijas EUV litogrāfijas iekārtā tiek izmantots ekspozīcijas gaismas avots ar viļņa garumu 13,5 nm, atstarojoša maska (6° slīpā biežums), 4x samazināšanas atstarojošās projekcijas objektīva sistēma ar 6 spoguļu struktūru (NA = 0,33), skenēšanas redzes lauks 26 mm × 33 mm un vakuuma iedarbības vide.
Salīdzinot ar iegremdēšanas litogrāfijas iekārtām, EUV litogrāfijas iekārtu, kas izmanto ekstrēmus ultravioletās gaismas avotus, vienas ekspozīcijas izšķirtspēja ir ievērojami uzlabota, kas var efektīvi izvairīties no sarežģītā procesa, kas nepieciešams daudzkārtējai fotolitogrāfijai, lai veidotu augstas izšķirtspējas grafiku. Šobrīd litogrāfijas iekārtas NXE 3400B ar skaitlisko apertūru 0,33 vienas ekspozīcijas izšķirtspēja sasniedz 13 nm, bet izvades ātrums sasniedz 125 gab./h.
Lai apmierinātu Mūra likuma turpmākas paplašināšanas vajadzības, nākotnē EUV litogrāfijas iekārtas ar skaitlisko apertūru 0,5 izmantos projekcijas objektīvu sistēmu ar centrālo gaismas bloķēšanu, izmantojot asimetrisko palielinājumu 0,25 reizes/0,125 reizes, un skenēšanas ekspozīcijas redzes lauks tiks samazināts no 26 m × 33 mm līdz 26 mm × 16,5 mm, un vienas ekspozīcijas izšķirtspēja var sasniegt zem 8 nm.
——————————————————————————————————————————————————— ———————————
Semicera var nodrošinātgrafīta daļas, mīksts/stingrs filcs, silīcija karbīda detaļas, CVD silīcija karbīda detaļas, unSiC/TaC pārklātas detaļasar pilnu pusvadītāju procesu 30 dienu laikā.
Ja jūs interesē iepriekš minētie pusvadītāju izstrādājumi,lūdzu, nevilcinieties sazināties ar mums pirmo reizi.
Tālr.: +86-13373889683
WhatsAPP: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Publicēšanas laiks: 31. augusts 2024