半導體制造工藝_05光刻(下)(編輯修改稿)
2025-03-18 12:03 本頁面
【文章內容簡介】 ure size Production 2023 2023 2023 2023 2023 Technology Node 90 nm 65 nm 45 nm 32 nm 22 nm Half pitch [nm] 110 105 ~80 ~ 55 ~39 LG [nm] 60 42 ~30 ~21 ~16 ??193 nm ??193 nm immersion ?193 nm immersion with higher n? pitch LG P. Bai, et. al., IEDM2023 24 半導體制備工藝基礎 第四章 光刻原 理 (下 ) EUV（ Extreme ultra violet) 25 半導體制備工藝基礎 第四章 光刻原 理 (下 ) 反射式掩模版 26 半導體制備工藝基礎 第四章 光刻原 理 (下 ) 電子束圖形曝光 電子束圖形曝光主要版。 用于掩模版的制作，只有相當少數(shù)裝置用于將電子束直接對抗蝕劑曝光而不需掩模 優(yōu)點：可以參數(shù)亞微米的幾何抗蝕劑圖案、高自動化及高精度控制的操作、比光學圖形曝光有較大的聚焦深度與不同掩模版可直接在半導體晶片上描繪圖案。 缺點：電子束光刻機產率低，在分辨率小于 ，約為每小時 10片晶片。這對生產掩模版、需求量小的定制電路或驗證性電路是足夠了。而對不用掩模版的直寫形成圖案方式，設備必須盡可能提供產率，故要采用與器件最小尺寸相容的最大束徑。 聚焦電子束掃描主要分成兩種形式：光柵掃描、向量掃描。 27 半導體制備工藝基礎 第四章 光刻原 理 (下 ) 光柵掃描（左）和矢量掃描 28 半導體制備工藝基礎 第四章 光刻原 理 (下 ) 電子束光刻問題： 1）速度慢！ 29 半導體制備工藝基礎 第四章 光刻原 理 (下 ) 電子束光刻問題： 2）電子散射及二次電子：線條寬 束斑 ?真空下工作 ?焦深大 ?直寫，無掩膜版 30 半導體制備工藝基礎 第四章 光刻原 理 (下 ) 電子束源： 熱電子發(fā)射 場發(fā)射 光發(fā)射 ?電子束發(fā)射后 , 被準直或聚焦，然后加速到 20 kV ?束斑直徑 ≈100 197。 ?和離子注入類似 31 半導體制備工藝基礎 第四章 光刻原 理 (下 ) 電子束抗蝕劑 電子束抗蝕劑是一種聚合物，其性質與一般光學用抗蝕劑類似。換言之，通過光照造成抗蝕劑產生化學或物理變化，這種變化可使抗蝕劑產生圖案。 PMMA和 PBS 分辨率可達 微米或更好 COP 分辨率可達 1 微米左右 32 半導體制備工藝基礎 第四章 光刻原 理 (下 ) 鄰近效應 在光學圖形曝光中，分辨率的好壞是由衍射來決定的。在電子束圖形曝光中，分辨率好壞是由 電子散射 決定的。當電子穿過抗蝕劑與下層的基材時，這些電子將經歷碰撞而造成能量損失與路徑的改變。因此入射電子在行進中會散開，直到能量完全損失或是因背散射而離開為止。 100個能量為 20keV的電子 在 PMMA中的運動軌跡模擬 在抗蝕劑與襯底界面間，正向散射 與背散射的劑量分布 33 半導體制備工藝基礎 第四章 光刻原 理 (下 ) X射線圖形曝光（ XRL） XRL圖形曝光極有潛力繼承光學圖形曝光來制作 100nm的集成電路。當利用同步輻射光儲存環(huán)進行批量生產時，一般選擇 X射線源。它提供一個大的聚光通量，且可輕易容納 1020臺光刻機。 XRL是利用類似光學遮蔽接
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