Фотолитография

Накратко описва

фотолитографията означава, че версията на маската на версията на маската се пренася върху субстрата посредством фоторезист (известен също като фоторезист) при осветяване. технология. Основният процес е: Първо, ултравиолетовата светлина се облъчва през версията на маската към повърхността на субстрата, прикрепен към фоторезистния филм, причинявайки химическа реакция в експонираната зона; след това разтвори зоната на експониране или неекспонираната област чрез разработване на техники. Фоторезист (по-рано известен като положителен фоторезист, последният се нарича негативен фоторезист), позволяващ графиката върху версията на маската към фоторезистния филм; окончателно прехвърляне на модела върху субстрата чрез технология за ецване.

Процес

Два процеса

Конвенционалната литографска техника е ултравиолетова светлина с дължина на вълната от 2000 до 4500 ангстрьома като носител на информация за изображението, с фотоинструмент Офортът е междинният продукт (запис на изображение ) среда за реализиране на трансформацията, прехвърлянето и обработката на графиките и накрая за предаване на информация за изображение към процес на пластина (главно отражения) или среден слой. В широк смисъл, той включва два основни аспекта на процесите на копиране и ецване със светлина.

1 Процес на оптокопиране: Предварително изработеното устройство или графиката на веригата се пренасят точно към предварително покритата повърхност или диелектричен слой според изискваната позиция. Фоторезистът е тънък слой.

Фигура 2 Фотолитография (2 снимки)

2 процес на ецване: Използвайки химични или физични методи, съпротивление на резиста Слоестата повърхност на пластината или диелектричния слой се отстраняват, като по този начин се получава модел, който е напълно в съответствие с модела на тънък слой на резиста върху повърхността на пластината или диелектрика слой. Функционалните слоеве на интегралната схема са стереоскопично припокриващи се и по този начин процесът на фотолитография винаги се повтаря многократно. Например една широкомащабна интегрална схема трябва да завърши всички пасажи на всеки графичен слой през около 10 пъти. В тесния смисъл процесът на фотолитография се отнася само до процеса на оптично копиране, тоест от 4 до 5 или от 3 до 5 процеса.

Основен поток

Основният процес на процеса на оптично копиране е показан на фигура 2:

Система на експозиция

Режим на експозиция

Обща експозиция Начинът, по който се класифицира, както следва:

Разликата между контактното излагане и безконтактното излагане е, че относителната връзка между маската и пластините е тясно разделена по време на излагането. Контактната експозиция има висока разделителна способност, голяма площ за копиране, добра прецизност на копиране, просто устройство за експониране, удобна работа и висока производствена ефективност. Въпреки това, той е предразположен към повреда и замърсена маска и фоточувствителното гумено покритие на пластината, което влияе върху добива и живота на маската, а увеличаването на точността на подравняване също е ограничено. Обикновено се смята, че излагането на контакт е подходящо само за дискретни компоненти и средни и малки интегрални схеми.

Безконтактната експозиция се отнася главно до проекционна експозиция. В системата за прожекционно експониране моделът на маската се изобразява върху фоточувствителния слой чрез оптичната система и маската не е в контакт с фоточувствителния гумен слой на пластината, което не причинява повреда и замърсяване, висок добив и подравняване точността също е висока. Отговаря на изискванията за устройства с висока интеграция и производство на вериги. Проекционното излагане обаче е сложно и технически трудно, така че не е подходящо за производство на продукти от нисък клас. Съвременното приложение е най-широко разпространената система за експониране на сканиращо сканиране 1:1 пъти с пълно отражение и X:1 пъти за директна система с повтаряща се експозиция стъпка по стъпка върху пластини.

Въведение

Директна система за експозиция с повторение стъпка по стъпка (DSW) Мащабната интегрална схема изисква висока разделителна способност, висока самостоятелна точност и обработка на пластини с голям диаметър. Системите за експозиция с директно повторение стъпка по стъпка са системи за оптична експозиция, разработени за адаптиране към тези взаимни ограничения. Основните технически характеристики са:

1, използвайки принципа на сегментиране на подобна равнина, за да покрие една площ на експозиция от максималната площ на чипа като минимална единица за изображения, като по този начин създава условия за получаване на оптични системи с висока разделителна способност.

2 се използва за повторение на експозицията с технология за контрол на прецизното позициониране и техники за автоматично подравняване за постигане на комбинирано предаване на изображения с голяма площ, като по този начин отговаря на действителните изисквания за увеличаване на диаметъра на пластината.

3 съкращаване на веригата за пренос на изображение, намаляване на дефектите и грешките, причинени от процеса, и получаване на висок добив.

4 използва технология за прецизно автоматично фокусиране, за да избегне ефекта от деформацията на пластината от високотемпературния процес върху качеството на изображението.

5 Възприема оригиналния автоматичен механизъм за избор (библиотека), не само, това е не само степента на подобрение, но и конвенционална система за експозиция, способна за гъвкаво производство на комбинация от много вериги.

Тази система е прецизна сложна система за осветление, машина и електричество. Той е разделен на две категории по оптична система. Едната е цялостна система за пречупване на изображения, която използва 1/5 ~ 1/10 намаляване на увеличението, технологията е зряла; едната е 1:1 пъти система за пречупване и отражение, прост оптичен път, ниски изисквания.

Фоторезист

Фоторезистът, наричан фоторезист или резист, се отнася до полимерно съединение, което може да промени съпротивлението след светлината. Частицата е разделена на две категории.

1 положителен фоторезист: Реакцията на разграждане в приемащата светлина част може да бъде разтворена за проявителя. Диаграмата на неекспонираната част отляво е в съответствие с маската. Положителната устойчивост има предимствата на висока разделителна способност, нечувствителна към ефекта на стояща вълна, голяма експозиция, ниска плътност на иглата и нетоксичност и е подходяща за производство на високоинтензивни устройства.

2 отрицателен фоторезист: частта, получаваща светлина, предизвиква реакция на напречна нишка, а неекспонираната част се разтваря от проявителя и получените графики допълват маската. Адхезията на отрицателния резист и висока чувствителност, а условията за развитие не са строги, подходящи за устройства, подходящи за ниска интензивност.

Полупроводниковите устройства и интегралните схеми поставят все по-високи изисквания към фотолитографските техники, като изискват количеството информация, което е необходимо за преминаване на изображението в единичната площ, да бъде близо до границите на конвенционалната оптика. Общата дължина на вълната на фотолитографията е от 3650 до 4358 ангстрьома, а полезната разделителна способност се очаква да бъде около 1 микрон.

Принципът на геометричната оптика позволява на дължината на вълната да се простира надолу до далечна ултравиолетова дължина на вълната от около 2000 ангстрьома, което е приблизително 0,5 до 0,7 микрона. В допълнение към усъвършенстваната система за експониране, микрометърната графика е силно изложена на характеристиките, технологията за образуване на филм, технологията за проявяване, технологията за контрол на ултрачистата среда, технологията за ецване, плоскостта на пластините, технологията за контрол на деформацията и др. Изисквания. Следователно автоматизацията и математическото моделиране на процесния процес са две важни изследователски направления.

Основна стъпка

1. Долна форма с въздушна фаза

2. Въртящо се печене

3. Меко печене

< P> 4. Подравняване и експониране

5. След експониране, изпичане (PEB)

6. Развитие

7. Neijing Bake

< P> 8. Проверка на разработката

Фотолитография

Литографията е основен процес в производството на планарни транзистори и интегрални схеми. Това е маска (като силициев диоксид) върху повърхността на полупроводниковата пластина за извършване на техника на обработка за домейн дифузия на примеси.

Zonor фотолитография

Техниката на ексимерната фотолитография се използва като текуща масова фотолитографска техника, включваща главно 248 nm KrF ексимерни лазерни технологии с характерен размер от 0,1 μm; 193 NM Arf ексимерна лазерна технология (IMMersion, 193i) с характерен размер беше 65 nm. Сред тях 193 NM потапяща фотолитография е най-дългата и конкурентна във всички литографски техники и как да се развият по-нататък горещите точки за изследване. Средата между традиционната литография на фоторезиста и експониращата леща е въздух, докато технологията на потапяне се преобразува в течна среда. Всъщност, тъй като индексът на пречупване на течната среда е по-близък до индекса на пречупване на материала на лещата за експонираща леща, диаметърът на лещата и цифровата апертура (NA) могат да бъдат значително увеличени, а дълбочината на фокуса (DOF) и експозицията могат да бъдат значително се увеличи. Католическата толерантност (EL), технологията за потапяща литография използва този принцип за увеличаване на разделителната способност.

Моделите за потапяща фотолитография от първо поколение на трите големи производители на фотолитография ASML, NIKON и Cannon са подобрени на базата на оригиналната 193nm машина за суха светкавица, която е значително намалена. Рампа; D разходи и рискове. Тъй като принципът на имерсионната литографска система е ясен и съществуващата литография не е променена, 193nm Arf ексимерна лазерна фотолитография е широко използвана при 65 nm или по-малко; ARF технологията за потапяне на фотолитография е 45 nm възел Основната технология за голямо производство.

С цел по-нататъшно напредване на технологията 193i до техническия възел от 32 и 22 nm, експертите по фотолитография търсят нови технологии и няма по-добра нова фотолитографска техника преди, две техники за експониране (или две техники за формиране, DPT ) се превръща в гореща точка за хората. Arf потапяне две техники за експониране са най-конкурентната технология на 32n възли; при по-ниски 22 nm възли или дори 16 nm технология за възли, технологията за потапяне на фотолитография има значителни предимства.

Предизвикателствата, пред които е изправена имерсионната фотолитография, включват: Как да се реши проблемът с дефекти като мехурчета и замърсяване, генерирани при експонирането; Рампа; D и водата имат добра съвместимост и индекс на пречупване по-голям от 1,8 светлина Интензивни проблеми; материали за оптични лещи и течни материали за потапяне с голям индекс на пречупване; и разширяване на стойностите на ефективната числена апертура Na. Иглата предизвиква тези трудности и вътрешните експерти на страната са се срещнали, свързани с изследвания и предлагат съответните мерки за противодействие в страни с напредък в страните и ASML, Nikon и IBM. Имерсионната фотолитография ще бъде разработена към по-висока цифрова апертура, за да отговори на изискванията за по-малка ширина на светкавицата.

Конвенционалният метод на ултравиолетова фотолитография

за увеличаване на разделителната способност на литографската технология е да се увеличи Na или свиването на лещата, а първият метод на нормалното първо е да се скъси дължината на вълната. Още през 80-те години екстремната UV фотолитография започна теоретичните изследвания и предварителния експеримент, източникът на светлина на тази технология е изключително далечна виолетова светлина с дължина на вълната от 11 до 14 nm и принципът се използва главно с къса дължина на вълната източника на експозиция. Да се ​​подобри целта на литографията. Тъй като всички оптични материали имат силно поглъщане на дължината на вълната, могат да се вземат само отразяващи оптични пътища. Системата EUV се състои основно от четири части, а именно системи за отразяваща проекция на експозиция, отразяващ фоторезист, системи за източници на екстремна ултравиолетова светлина и фотолитографски покрития, които могат да се използват за ултравиолетова светлина. Неговият основен принцип за изобразяване е изключително дълга дължина на вълната на ултравиолетовата светлина от 10 до 14 nm. Периодичното многослойно филмово огледало се проектира върху отразяващата плоча на маската и ултравиолетовата светлинна вълна, отразена от отразяващата маска, се състои от множество огледала. Намалената прожекционна система, проекцията на геометрията на интегралната схема върху отразяващата маска се изобразява във фоторезиста на повърхността на силициевия филм, формира вълнуващия модел на производството на интегрална схема.

Понастоящем дължината на вълната на експониране, възприета от технологията EUV, е 13,5 nm, тъй като има толкова къса дължина на вълната, няма нужда да се използва технология за корекция на оптичен съседен ефект (OPC) във всички литографии, така че тя може да се разшири до технологичните възли по-долу 32 nm. През септември 2009 г. Intel показа 22 NM технологични пластини на света, като каза, че продължава да използва 193 nm имерсионна фотолитографска технология и планира с EUV и EBL технологията за експониране да разшири 193 nm имерсионна фотолитографска технология до 15 и 11 nm процесен възел.