半導(dǎo)體制造工藝之光刻原理課件(編輯修改稿)
2025-03-21 14:53 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 m feature 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(dǎo)體制備工藝基礎(chǔ) 第四章 光刻原 理 (下 ) EUV（ Extreme ultra violet) 25 半導(dǎo)體制備工藝基礎(chǔ) 第四章 光刻原 理 (下 ) 反射式掩模版 26 半導(dǎo)體制備工藝基礎(chǔ) 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(dāng)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(xué)圖形曝光有較大的聚焦深度與不同掩模版可直接在半導(dǎo)體晶片上描繪圖案。 缺點：電子束光刻機產(chǎn)率低，在分辨率小于 ，約為每小時 10片晶片。這對生產(chǎn)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(shè)備必須盡可能提供產(chǎn)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(dǎo)體制備工藝基礎(chǔ) 第四章 光刻原 理 (下 ) 光柵掃描（左）和矢量掃描 28 半導(dǎo)體制備工藝基礎(chǔ) 第四章 光刻原 理 (下 ) 電子束光刻問題： 1）速度慢！ 29 半導(dǎo)體制備工藝基礎(chǔ) 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(dǎo)體制備工藝基礎(chǔ) 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(dǎo)體制備工藝基礎(chǔ) 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(zhì)與一般光學(xué)用抗蝕劑類似。換言之，通過光照造成抗蝕劑產(chǎn)生化學(xué)或物理變化，這種變化可使抗蝕劑產(chǎn)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(dǎo)體制備工藝基礎(chǔ) 第四章 光刻原 理 (下 ) 鄰近效應(yīng) 在光學(xué)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(dāng)電子穿過抗蝕劑與下層的基材時，這些電子將經(jīng)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(dǎo)體制備工藝基礎(chǔ) 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(xué)圖形曝光來制作 100nm的集成電路。當(dāng)利用同步輻射光儲存環(huán)進行批量生產(chǎn)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
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